
印度空间研究组织(ISRO)和印度理工学院古瓦哈蒂分校(IIT Guwahati)的科学家首次探测到银河系外黑洞源的偏振辐射,为强引力场如何与这种x射线辐射相互作用提供了新的见解。
这项研究发表在《皇家天文学会月刊:快报》上,这是“对河外黑洞的首次研究”,河外黑洞位于银河系之外,距离地球20万光年。
科学家们使用了一种叫做x射线偏振法的技术,揭示了这个黑洞发出的x射线在本质上是极化的,“这意味着它改变了程度和角度”。
x射线偏振法测量x射线的偏振,这有助于确定黑洞附近的辐射来自哪里。ISRO即将发射的XPoSat卫星将是第二颗具备这种能力的卫星。
这项研究由印度理工学院古瓦哈蒂分校的物理学教授Santabrata Das博士和印度空间研究组织U.R. Rao卫星中心的科学家Anuj Nandi博士领导,于上个月发表,使用了美国宇航局成像x射线偏振探测卫星(IXPE)的数据,这是目前世界上唯一可以进行这项研究的卫星。
科学家们研究的黑洞是一个名为大金属云X-3 (LMC X-3)的双星系统的一部分,该系统由一个黑洞和一颗“比太阳更热、更大、更重”的“正常”恒星组成。
达斯在周四发布的一份声明中说:“LMC X-3发射的x射线比太阳发射的x射线强1万倍。”
谈到从黑洞发射的x射线中观察到的偏振,他补充说:“当这些x射线与黑洞周围的物质相互作用时,特别是当它们散射时,它会改变偏振特性,即程度和角度。这有助于理解在强烈引力的作用下物质是如何被黑洞吸引的。”
黑洞是一种吸积的物体,或者是由于引力而把物质吸向它们的物体。它们是由于强大的引力,光和电磁波几乎无法逃脱的时空区域。
在2017年的一份新闻稿中,美国宇航局解释了黑洞和神经元星等物体是如何将周围的气体加热到极端水平的,因此“我们无法直接想象这些物体附近发生了什么”。
因此,x射线偏振法在这种情况下很重要,因为x射线的研究揭示了更多关于黑洞本质的信息。
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在目前的研究中,研究人员想要研究吸积物体的x射线辐射是如何不同的,以及它们揭示了这个物体的什么。黑洞所在的系统被称为黑洞x射线双星(BHXB)。
达斯是这项研究的作者之一,他在周四接受ThePrint采访时说:“这一发现很有趣,因为通常(到目前为止科学家们观察到的)黑洞x射线双星没有极化发射。”
根据科学家们的说法,辐射极化的原因,它们存在的地方,可能是黑洞强烈的引力场。
Anuj Nandi博士在一份声明中说:“我们的观察表明,LMC X-3可能有一个低旋转速率的黑洞,它被一个薄的圆盘结构所包围,从而产生了极化辐射。”
除了IXPE的数据,科学家们还使用了美国宇航局其他两个任务的数据——中子星内部成分探测器(NICER)任务和核光谱望远镜阵列(NuSTAR)任务——来证实他们的发现,并收集有关黑洞旋转速度的更多信息。
“这并不是我们所了解的全部,研究黑洞及其特性是一个永无止境的过程,”达斯告诉ThePrint,并补充说“这是理解这些天体的一个重要开始。”
(编辑:Richa Mishra)
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