NASA的IXPE帮助研究人员最大化微类星体发现

黑洞强大的引力场可以吞噬整个行星的物质——通常如此猛烈，以至于它们会喷射出以接近光速行进的粒子流，形成被称为喷流的粒子流。科学家们了解到，这些高速射流可以加速这些被称为宇宙射线的粒子，但人们对这个过程知之甚少。

研究人员利用NASAIXPE(成像X射线偏振测量探测器)航天器的数据得出的最新发现为科学家们提供了关于粒子加速在这种极端环境中如何发生的新线索。这些观测结果来自“微类星体”，这是一个由黑洞组成的系统，该黑洞从伴星上吸走物质。

这篇新论文详细介绍了IXPE在SS433的观测结果，可在最新一期的《天体物理学杂志》上找到。

所讨论的微类星体——Stephenson和Sanduleak433，或称SS433——位于天鹰座超新星遗迹W50的中心，距离地球约18,000光年。SS433强大的喷流扭曲了残骸的形状，并为其赢得了“海牛星云”的绰号，其速度约为光速的26%，即每秒超过48,000英里。SS433于20世纪70年代末被发现，是迄今为止发现的第一个微类星体。

IXPE的三台机载望远镜测量X射线光的一种称为偏振的特殊特性，它可以告诉科学家有关X射线频率电磁波的组织和排列的信息。X射线偏振有助于研究人员了解宇宙极端区域(例如黑洞周围的环境)中发生的物理过程，以及粒子如何在这些区域中加速。

IXPE在2023年4月和5月花了18天的时间研究了SS433东叶的一个这样的加速站点，那里的发射是由在磁场中螺旋运动的高能电子产生的，这一过程称为同步加速器辐射。

位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的天体物理学家、IXPE任务首席研究员以及主要作者PhilipKaaret表示：“IXPE数据显示，加速区域附近的磁场指向喷流移动的方向。”一篇关于SS433的发现的新论文。

“通过IXPE观察到的高水平极化表明磁场秩序良好，至少一半的磁场沿同一方向排列，”Kaaret说。

他说，这一发现是出乎意料的。研究人员长期以来一直认为，喷流与星际介质(恒星之间的气体和尘埃环境)之间的相互作用可能会产生冲击，导致磁场紊乱。

卡雷特说，这些数据提出了一种新的可能性——当强大的喷流与星际物质碰撞时，它们内部的磁场可能会被“捕获”并被拉伸，从而直接影响它们在粒子加速区域的排列。

自20世纪80年代以来，研究人员推测SS433的喷流起到了粒子加速器的作用。2018年，墨西哥普埃布拉高空水切伦科夫天文台的观察者验证了喷流的加速效果，科学家们利用美国宇航局的NuSTAR(核光谱望远镜阵列)和欧洲航天局的XMM-牛顿天文台来精确定位加速区域。

随着研究人员继续评估IXPE的发现并研究太空中的新目标，其数据还可以帮助确定是否有相同的机制可以排列由各种现象(从超新星遗迹中流出的黑洞喷流到喷射出的碎片)排出的磁场。来自爆炸的恒星，例如耀变体。

意大利人保罗·索菲塔(PaoloSoffitta)表示：“IXPE的X射线旋光计的成像能力使这种非常精密的测量成为可能，从而能够检测到距中心黑洞95光年的喷流小区域中的微弱信号。”IXPE任务的首席研究员。