【天鵝X-1再次出現神秘X射綫源 不明天體是黑洞】

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【天鵝X-1再次出現神秘X射綫源 不明天體是黑洞】

 

[導讀]錢德拉X射綫空間天文臺再次探測到了來自天鵝X-1雙星系統的神秘X射綫源。

 

天鵝X-1由一個黑洞和一個藍超巨星構成。

騰訊科技訊（Everett/編譯）據國外媒體報道，在1964年的一次火箭發射任務中，美籍天文學家Riccardo Giacconi本想檢測月球的X射綫輻射量，却意外地發現了天空中出現神秘的X射綫源，方向位于銀河系的中心附近。

 

後經證實：這個X射綫源來自天鵝座，是一個由藍超巨星（HDE226868）和一個緻密星構成的雙星系統，這個緻密星已經被確認爲大約爲8.7倍太陽質量的黑洞。

 

這不僅是人類發現第一個來自遙遠深空（除了太陽）的X射綫源，也是迄今從地球上所監測到的最强X射綫源之一。

 

然而，這個X射綫源再次被錢德拉空間天文臺探測到了。

 

天鵝X-1中的黑洞吞噬著藍超巨星的物質

錢德拉X射綫空間天文臺的高能透射光栅攝譜儀（HETGS），在譜分辨率60-1000的區間內詳細研究了探測到的來自天鵝X-1中黑洞附近的塵埃雲X射綫的散射特徵。

 

由于星際塵埃的阻擋且紅光能穿透星際塵埃，在地球上觀測超藍巨星HDE 226868顯得更紅一些，科學家使用18種塵埃模型，探索在地球與天鵝X-1之間的星際塵埃對觀測産生的影響。

 

這種影響主要體現在光綫穿過星際塵埃雲，可能産生微小的彎曲，在分析來自天鵝X-1的光譜密度時就會受到影響。

同時，經Hipparcos衛星的精確測量，天鵝X-1（Cyg X-1）距離地球大約6000光年，天文學家在過去的50年間，已經對其進行了相關的觀測和研究。

 

這顆藍超巨星圍繞著一個看不見的巨大天體進行旋轉，兩者間的距離大約是地球與太陽之間距離的五分之一，也就是0.2個天文單位。科學家推測：藍超巨星産生的恒星風不僅盤踞的黑洞的吸積盤上，也籠罩著其産生的X射綫源。

 

同時也意識到，在黑洞吸積的過程中，將産生急速的噴流進入宇宙空間，這些噴流可能夾雜著從藍超巨星上撕扯下來的物質，所探測到的强烈X射綫源就是由吸積過程中過熱的物質發出。

 

這裏就出現了一個問題：我們還不能準確地劃清事件視界的範圍。

從對天鵝X-1的研究過程中，準確計算出這個雙星系統中X射綫源的位置是十分重要的，這個結果將直接導致人類空間觀測史上的第一個黑洞被確認。

 

科學家通過甚長基綫陣列測量技術，利用三角視差法將距離值確定在1.86(-0.11,+0.12)千秒差距（kpc），1秒差距約等于3.2光年。

 

而天鵝X-1發出的X射綫通量有著明顯的周期性特徵，大約在5.6天就進行一個周期變化，這也證明了當這顆超藍巨星運行到黑洞後面時，兩者之間作用産生的X射綫受到前者産生的恒星風阻擋，出現較低的值。

 

天鵝X-1系統中X射綫源圖

通過進一步的研究，科學家還確定了這個雙星系統是進行順時針旋轉。

 

利用耦合距離和多普勒效應模擬出天鵝X-1雙星系統的三維運動模型。

 

接著對地球以及天鵝X-1圍繞銀河系的相對速度進行修正後，發現其運行速度只有大約21 km/s，這表明在這顆藍超巨星與黑洞形成雙星系統時幷沒有出現劇烈的反沖效應。

天鵝X-1是第一個被人類通過建立動力學模型進行詳細研究的黑洞，其中最有里程碑式的研究成果是確定了這個黑洞的距離、質量以及兩者間的軌道傾角。

 

通過動力學模型以及相對論模型，科學家還測量了黑洞吸積盤的內緣半徑。

 

對于這些研究結果，天鵝X-1雙星系統的研究小組認爲：由黑洞質量、軌道傾角以及距離帶來的觀測和模型參數的不確定性問題都將被充分考慮，而由于徑流主導吸積盤的薄盤模型（吸積率低于愛丁頓光度）所帶來的局限性，在諸如低光度天體（低態X射綫雙星）即天鵝X-1的具體應用上還需要進一步研究。

引自：http://tech.qq.com/a/20110624/000048.htm