NASA IXPE破解黑洞喷流X射线起源之谜

快速阅读: 据NASA消息，国际天文学家团队利用其IXPE望远镜首次确认超大质量黑洞喷流中的X射线源于逆康普顿散射过程，排除了外部康普顿机制，相关成果已于11月11日发表于《天体物理学杂志快报》。

近日，一个国际天文学家团队利用美国国家航空航天局（NASA）的成像X射线偏振探测器（IXPE），首次确认了超大质量黑洞喷流中X射线的起源机制，解答了X射线天文学早期以来长期悬而未决的关键问题。相关成果已于11月11日发表在《天体物理学杂志快报》。

此次研究聚焦于英仙座星系团中心的活跃星系3C 84。该星系是已知最明亮的X射线源之一，因距离较近且亮度高，成为X射线观测的重要目标。今年1月至3月，IXPE对英仙座星系团开展了为期60天、累计超过600小时的观测，创下该任务单目标最长观测纪录，也是IXPE首次对星系团进行观测。

英仙座星系团质量巨大，内部充斥着温度堪比太阳核心的高温X射线辐射气体。为准确解析IXPE数据，科研人员结合了钱德拉X射线天文台的高分辨率成像，以及核分光望远镜阵列（NuSTAR）和尼尔·格雷斯·斯威夫特天文台的多波段观测数据。偏振测量显示，X射线净偏振度约为4%，与光学和射电波段的观测结果一致。

研究指出，X射线源于“逆康普顿散射”过程，即低能光子与高能粒子碰撞后获得能量。IXPE的偏振数据有助于区分两种可能的“种子光子”来源：一是来自喷流自身的同步辐射（即同步自康普顿模型），二是来自外部背景辐射（外部康普顿模型）。由于两种模型对X射线偏振的预测截然不同，此次测得的偏振信号几乎排除了外部康普顿机制。

项目科学家、NASA马歇尔太空飞行中心天文学家史蒂文·埃勒特表示，尽管3C 84的偏振测量是核心目标之一，团队仍在搜寻星系团中可能揭示更奇特物理现象的其他偏振信号。

近日，科学家通过整合多台X射线望远镜的数据，成功确认了3C 84天体的偏振信号来源。美国阿拉巴马州亨茨维尔大学空间研究协会科学与技术研究所研究员苏迪普·查克拉博蒂表示，分离这两个成分对该测量至关重要。单台X射线望远镜无法完成这一任务，但结合IXPE的偏振数据与钱德拉、NuSTAR及斯威夫特望远镜的观测结果，团队得以明确该偏振信号确实来自3C 84。

科研人员将继续分析IXPE在英仙座星系团不同区域获取的数据，以寻找更多信号特征。IXPE是NASA与意大利航天局联合开展的任务，目前仍在持续提供前所未有的观测数据，助力人类对宇宙天体的突破性认知。

该任务由NASA马歇尔太空飞行中心主导，位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的BAE系统公司与科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室共同负责航天器运行。目前，已有12个国家的机构和科学家参与IXPE项目合作。

(以上内容均由Ai生成)

引用自：美国国家航空航天局（NASA）