天文学家发现，一个著名的 X 射线双星实际上是一个隐藏的超亮 X 射线源。X 射线双星系统包括一颗普通恒星和一个像黑洞一样的紧凑天体，在释放引力能量方面具有很高的效率。天鹅座 X-3 于 20 世纪 70 年代初被发现，以其强烈但短暂的射电辐射而闻名，成为天文之谜。最近利用美国宇航局的 IXPE 卫星进行的研究发现，天鹅座 X-3 被一层致密的物质包层所包围，其内壁反射出光线，被确定为银河系中的超亮 X 射线源（ULX）。
朝向 X 射线双星中黑洞的视角，以及我们看到的黑洞周围强大外流内表面反射出的 X 射线。图片来源：Alexander Mushtukov
X 射线双星是由两个天体组成的有趣系统：一个是正常恒星，另一个是紧凑的死亡天体，如黑洞或中子星，它从恒星伴星中吸取物质。迄今为止，在我们的银河系中已经发现了几百个这样的来源。说到宇宙中最强大的现象，X 射线双星系统中引力能量的释放是一个非常高效的过程。
天鹅座 X-3 系统是宇宙中最早发现的 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在短时间内成为最强烈的射电源之一而备受关注，但过不了几天，它又会变暗或完全消失。这一奇特的特征促使人们在早期通过电话进行协调，以联合全球的天文观测。该系统在这些短暂、高能量事件中的独特表现，与它原本"正常"的性质形成了鲜明对比，因此 R.M. Hjellming 在 1973 年将其称为"天鹅座 X-3 天文学之谜"。从那时起，人们就为了解它的性质做出了无数努力。
美国国家航空航天局（NASA）于2021年12月发射的卫星"X射线偏振成像探测器"（IXPE）对这一系统进行了研究，从而在揭开这一谜团方面取得了突破性进展。芬兰图尔库大学（University of Turku）的学院研究员亚历山德拉-韦莱迪娜（Alexandra Veledina）是这项研究的第一作者，她说，利用X射线偏振视觉，可以深入了解距离黑洞最近的紧凑天体周围物质的构造。
"我们发现，这个紧凑的天体被一层不透明的致密物质包围着。我们观测到的光线是从周围气体形成的漏斗内壁反射出来的，就像一个内部有镜面的杯子，"Veledina 解释说。
这一发现使天鹅座 X-3 被确定为超亮 X 射线源（ULX）的一员，它们以如此巨大的速度吞噬物质，以至于相当一部分注入的物质并没有进入事件穹界，而是被吐离了系统。
图尔库大学物理和天文学系教授尤里-普塔宁（Juri Poutanen）是这项研究的合著者之一，他解释说："ULX通常在遥远星系的图像中以发光点的形式被观测到，它们的发射被紧凑天体周围漏斗的聚焦效应放大，就像一个扩音器。然而，由于这些星源距离遥远，是银河系的数千倍，因此它们在X射线望远镜中显得相对暗淡。现在，我们的发现揭示了这些遥远的超短波星在我们银河系内的明亮对应物。"
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。
编译自/ScitechDaily