X 射线双星是一种有趣的系统,由两个天体组成:一个正常恒星和一个致密的死星,如黑洞或中子星,后者从其恒星伴星上吸取物质。迄今为止,我们银河系中已发现数百个这样的源。当谈到宇宙中最强大的现象时,X 射线双星系统中引力能的释放是一个高效的过程。
天鹅座 X-3 系统是宇宙中发现的第一批 X 射线双星系统之一。自 20 世纪 70 年代初以来,这个双星系统就因其能够短暂地成为最强烈的射电源之一,但在几天内就会变暗或完全消失而闻名。这一奇特特性促使人们通过电话协调,将全球的天文观测联合起来。该系统在这些短暂、高能量事件中表现出的独特行为与其“正常”性质形成鲜明对比,导致RM Hjellming在 1973 年将其称为“天文之谜天鹅座 X-3”。自那以后,人们一直在努力了解其性质。
由于美国宇航局于 2021 年 12 月发射的卫星成像 X 射线偏振探测器 (IXPE) 对该系统的研究,解开这个谜团的突破已经实现。根据芬兰图尔库大学学院研究员、这项研究的主要作者亚历山德拉·维莱迪纳 (Alexandra Veledina ) 的说法,使用 X 射线偏振视觉可以深入了解最接近黑洞的致密物体周围的物质结构。
“我们发现,这个致密物体被一层致密的不透明物质包裹着。我们观察到的光是从周围气体形成的内漏斗壁反射而来的,类似于一个内部有镜子的杯子,”Veledina 解释道。
这一发现使得天鹅座X-3被确认为超亮X射线源(ULX)的一员,这种源消耗物质的速度极其惊人,以至于相当一部分坠落物质无法进入事件视界,而是被吐出系统。
“ULX 通常在遥远星系图像中被观察为亮点,其辐射被致密物体周围漏斗的聚焦效应放大,作用类似于扩音器,”图尔库大学物理与天文系教授、研究报告共同作者Juri Poutanen详细说明。
“然而,由于这些源距离遥远,超出银河系的数千倍,因此在 X 射线望远镜下它们显得相对较暗。我们的发现现在揭示了这些遥远的 ULX 的明亮对应物,它位于我们自己的星系内。”
这一重大发现标志着对这一非凡宇宙源的研究翻开了新的篇章,为深入探索极端物质消耗提供了机会。