“隐藏的黑洞”吞噬被新型X射线太空望远镜暴露的好奇恒星

(2024-11-28 17:46:57)

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“隐藏的黑洞”吞噬被新型 X 射线太空望远镜暴露的好奇恒星

By Robert Lea

published 15 hours ago

The Universe

" 对X 射线成像和光谱学使命，天鹅座（X-3Cygnus X-3）是金发姑娘靶点” 。

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黑洞双系统天鹅座 X-3 紧凑天体的描画，可能是一个黑洞和一颗热沃尔夫-拉叶星。 (Image credit: NASA’s Goddard Space Flight Center)

用日本主导的 X 射线成像和光谱学使命（XRISM），天文学家深入探究一个迷人的被认为包含一个“隐藏的”黑洞和一颗吹强恒星风的大质量恒星双系统。

由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和美国宇航局（NASA）联合操作的 X 射线望远镜X 射线成像和光谱学使命创造了又最详细的流过名为天鹅座 X-3系统的气体的映射。天鹅座 X-3 位于北方天鹅座方向中约 32000 光年远。

团队成员、美国宇航局戈达德太空飞行中心天体物理学家蒂莫西·卡尔曼在一份声明中说，“对X 射线成像和光谱学使命（发音为”crism“），天鹅座 X-3 是一个金发姑娘目标——它的亮度刚好在X 射线成像和光谱学使命是特别敏感能量范围中的'地方'，从来每颗 X 射线卫星都已经研究了这个不寻常的来源，因此观测它对新 X 射线使命是一种成人仪式” 。

在这个系统中的两个占领者，一个疑似黑洞和一颗大质量恒星一起靠得如之近以至于它们在刚好5 小时内完成环绕彼此一圈。这种接近意味着这颗大质量恒星出现正处在被它的致密的恒星残骸吞噬的过程中，这可能是一个黑洞。可以说天鹅座 X-3的最迷人的方面是环绕这颗神秘的死星残骸的大质量恒星本身。

团队负责人、美国宇航局戈达德太空飞行中心研究员拉尔夫·巴尔豪森在声明中说.，" 这颗大质量恒星的性质是一个使天鹅座 X-3 如此迷人的因素，这是一颗沃尔夫-拉叶星，已经演变到叫恒星风的强烈外流从恒星表面剥离气体并将它向外驱赶的点上。这个致密的天体扫荡起来并加热一些气体，造成它来发射 X 射线。

风以 1000 倍于天鹅座 X-3中音速的速度吹

X 射线对研究天鹅座 X-3 是有用的，因为这个系统被银河系的中心平面的厚尘埃云模糊，而银河系中心平面吸收可见光。X 射线和伽马射线等高能光能穿透这些云，就像无线电波一样低能光能的一样。

天鹅座 X-3 也被从占领它的大质量恒星流的气流笼罩。来自围绕可疑黑洞的 X 射线电离这个气体包络，造成物质本身来发射 X 射线。

X 射线双天鹅座 X-3，在那里一颗大质量恒星正慢慢被一个伴侣黑洞或中子星吞噬。 (Image credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/M.McCollough et al, Radio: ASIAA/SAO/SMA)

X 射线成像和光谱学使命于 2024 年 3 月用它的分辨仪器研究了天鹅座 X-3 约 18 个小时。这允许它来获得一个高分辨率光谱，揭示在天鹅座 X-3 中起作用的复杂气体动力学，包括由炽热的大质量沃尔夫-拉叶星产生的外流气体。

气体映射还显示了这种气体如何与天鹅座 X-3 中的疑似黑洞相互作用。该团队还看到了在天鹅座 X-3 中一个生湍流区域出现是这个紧凑的恒星残骸如何潜过沃尔夫-拉叶星的气体的结果。

X 射线成像和光谱学使命的分辨仪器已经捕获了又从天鹅座 X-3最详细的 X 射线光谱。峰值指示被电离气体发射的 X 射线，而谷值在气体吸收 X 射线的地方形成，许多线也通过气体运动被转移到更高和更低的能量 (Image credit: JAXA/NASA/XRISM Collaboration)

由X 射线成像和光谱学使命观测到的光谱对解释是艰难的，因为它的一些波峰和波谷出现被移位了。这是一个气体的快速运动的结果，如果气体正在移动离开地球这造成来自气体的光波长被“红移”，如果气体迎头朝向地球和“蓝移”。

在天鹅座 X-3 中的大部分气体被蓝移，表明它正在朝向我们移动，科学家团队估计它正在以每小时 930000 英里（每小时 150 万公里）的速度旅行。这大约是在这里地球上测量的声速的 1000 倍。

由X 射线成像和光谱学使命航天器获得的数据表明了天鹅座 X-3 中的少量气体正在以一个远更慢的速度移动离开地球。