天鹅X-1再次出现神秘X射线源 不明天体是黑洞正规

2018-12-28 06:58栏目:生活

  据国外媒体报道,在1964年的一次火箭发射任务中,美籍天文学家Riccardo Giacconi本想检测月球的X射线辐射量,却意外地发现了天空中出现神秘的X射线源,正规十大赌博平台大全方向位于银河系的中心附近。后经证实:这个X射线源来自天鹅座,是一个由蓝超巨星(HDE226868)和一个致密星构成的双星系统,这个致密星已经被确认为大约为8.7倍太阳质量的黑洞。这不仅是人类发现第一个来自遥远深空(除了太阳)的X射线源,也是迄今从地球上所监测到的最强X射线源之一。然而,这个X射线源再次被钱德拉空间天文台探测到了。

  钱德拉X射线空间天文台的高能透射光栅摄谱仪(HETGS),在谱分辨率60-1000的区间内详细研究了探测到的来自天鹅X-1中黑洞附近的尘埃云X射线的散射特征。由于星际尘埃的阻挡且红光能穿透星际尘埃,在地球上观测超蓝巨星HDE 226868显得更红一些,科学家使用18种尘埃模型,探索在地球与天鹅X-1之间的星际尘埃对观测产生的影响。这种影响主要体现在光线穿过星际尘埃云,可能产生微小的弯曲,在分析来自天鹅X-1的光谱密度时就会受到影响。

  同时,经Hipparcos卫星的精确测量,天鹅X-1(Cyg X-1)距离地球大约6000光年,天文学家在过去的50年间,已经对其进行了相关的观测和研究。这颗蓝超巨星围绕着一个看不见的巨大天体进行旋转,两者间的距离大约是地球与太阳之间距离的五分之一,也就是0.2个天文单位。科学家推测:蓝超巨星产生的恒星风不仅盘踞的黑洞的吸积盘上,也笼罩着其产生的X射线源。同时也意识到,在黑洞吸积的过程中,将产生急速的喷流进入宇宙空间,这些喷流可能夹杂着从蓝超巨星上撕扯下来的物质,所探测到的强烈X射线源就是由吸积过程中过热的物质发出。这里就出现了一个问题:我们还不能准确地划清事件视界的范围。

  从对天鹅X-1的研究过程中,准确计算出这个双星系统中X射线源的位置是十分重要的,这个结果将直接导致人类空间观测史上的第一个黑洞被确认。科学家通过甚长基线阵列测量技术,利用三角视差法将距离值确定在1.86(-0.11,+0.12)千秒差距(kpc),1秒差距约等于3.2光年。而天鹅X-1发出的X射线通量有着明显的周期性特征,大约在5.6天就进行一个周期变化,这也证明了当这颗超蓝巨星运行到黑洞后面时,两者之间作用产生的X射线受到前者产生的恒星风阻挡,出现较低的值。

  通过进一步的研究,科学家还确定了这个双星系统是进行顺时针旋转。利用耦合距离和多普勒效应模拟出天鹅X-1双星系统的三维运动模型。接着对地球以及天鹅X-1围绕银河系的相对速度进行修正后,发现其运行速度只有大约21 km/s,这表明在这颗蓝超巨星与黑洞形成双星系统时并没有出现剧烈的反冲效应。

  天鹅X-1是第一个被人类通过建立动力学模型进行详细研究的黑洞,其中最有里程碑式的研究成果是确定了这个黑洞的距离、质量以及两者间的轨道倾角。通过动力学模型以及相对论模型,科学家还测量了黑洞吸积盘的内缘半径。对于这些研究结果,天鹅X-1双星系统的研究小组认为:由黑洞质量、轨道倾角以及距离带来的观测和模型参数的不确定性问题都将被充分考虑,而由于径流主导吸积盘的薄盘模型(吸积率低于爱丁顿光度)所带来的局限性,在诸如低光度天体(低态X射线的具体应用上还需要进一步研究。