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（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局（贝丝·里奇韦）：利用美国国家航空航天局IXPE（成像X射线偏振探测器）任务的数据得出的新发现，为我们提供了前所未有的见解，了解对黑洞很重要的日冕结构的形状和性质。

日冕是一个移动的等离子体区域，是物质流到黑洞上的一部分，科学家们对此只有理论上的了解。新的研究结果首次揭示了日冕的形状，可能有助于科学家了解日冕在滋养和维持黑洞方面的作用。

这幅围绕黑洞旋转的物质图突出了一个特殊的特征，称为“日冕”，在X射线光下闪闪发光。在这幅描绘中，日冕可以被视为一团紫色的薄雾，漂浮在下面的吸积盘上方，并略微延伸到其内边缘内侧。内部吸积盘内的物质非常热，会发出令人眼花缭乱的蓝白光，但这里的亮度已经降低，使日冕以更好的对比度脱颖而出。它的紫色纯粹是说明性的，代表了在可见光下不明显的X射线辉光。圆盘中的扭曲是黑洞巨大引力如何像光学透镜一样作用的真实表现，扭曲了我们对环绕它的扁平圆盘的看法。图像：uux.cn美国国家航空航天局/加州理工学院IPAC/Robert Hurt

许多黑洞之所以这样命名，是因为即使是光也无法逃脱其巨大的引力，它们被吸积盘、碎片和气体漩涡包围着。一些黑洞也有相对论性喷流——由黑洞高速抛出的超强大物质爆发，这些黑洞正在积极吞噬周围的物质。

也许不太为人所知的是，吃零食的黑洞，就像地球的太阳和其他恒星一样，也拥有过热的日冕。虽然太阳的日冕是恒星最外层的大气层，燃烧温度约为180万华氏度，但黑洞日冕的温度估计为数十亿华氏度。

天体物理学家之前在恒星质量黑洞（由恒星坍缩形成的黑洞）和超大质量黑洞（如银河系中心的黑洞）中发现了日冕。

“科学家们长期以来一直在推测日冕的组成和几何形状，”阿拉巴马州亨茨维尔美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的博士后研究员、新发现的主要作者林恩·萨德说。“它是黑洞上方和下方的球体，还是吸积盘产生的大气层，或者可能是位于喷流底部的等离子体？”

进入IXPE，它专门研究X射线偏振，光的特性有助于绘制即使是最强大的能源的形状和结构，即使在物体太小、太亮或太远而无法直接看到的情况下，也能照亮它们的内部运作。正如我们可以在日全食期间安全地观察到太阳的日冕一样，IXPE提供了一种方法来清楚地研究黑洞的吸积几何形状，或其吸积盘的形状和结构以及包括日冕在内的相关结构。

Saade说：“X射线偏振为研究黑洞吸积几何提供了一种新方法。”。“如果无论质量如何，黑洞的吸积几何结构都是相似的，我们预计它们的极化特性也是如此。”

IXPE证明，在所有可以通过极化直接测量日冕特性的黑洞中，发现日冕与吸积盘沿同一方向延伸，这首次提供了日冕形状的线索及其与吸积盘关系的明确证据。结果排除了日冕形状像盘旋在圆盘上的灯柱的可能性。

研究小组研究了IXPE对12个黑洞的观测数据，其中天鹅座X-1和天鹅座X-3分别是距离地球约7000光年和37000光年的恒星质量二元黑洞系统，LMC X-1和LMC X-3是距离地球超过165000光年的大麦哲伦云中的恒星质量黑洞。IXPE还观测到了许多超大质量黑洞，包括位于Circinus星系中心的黑洞，距离地球1300万光年，以及分别位于4700万光年和近6200万光年的星系NGC 1068和NGC 4151中的黑洞。

恒星质量的黑洞的质量通常大约是地球太阳的10到30倍，而超大质量黑洞的质量可能要大数百万到数百亿倍。尽管规模存在巨大差异，但IXPE数据表明，这两种类型的黑洞都会产生几何形状相似的吸积盘。

IXPE任务的首席研究员、马歇尔天体物理学家Philip Kaaret说，这很令人惊讶，因为这两种类型的喂养方式完全不同。

他说：“恒星质量的黑洞会从伴星中撕裂质量，而超大质量的黑洞则会吞噬周围的一切。”。“然而，吸积机制的作用方式大致相同。”

Saade说，这是一个令人兴奋的前景，因为它表明对恒星质量黑洞的研究——通常比它们更大质量的表亲更接近地球——也有助于揭示超大质量黑洞的特性。

该团队接下来希望对这两种类型进行额外的检查。

Saade预计，从这些庞然大物的X射线研究中可以收集到更多信息。她说：“IXPE为X射线天文学提供了很长一段时间以来的第一次机会，揭示了吸积的潜在过程，并揭示了关于黑洞的新发现。”。

完整的研究结果发表在最新一期的《天体物理学杂志》上。

关于IXPE

IXPE继续提供前所未有的数据，使人们能够对宇宙中的天体进行突破性的发现，这是美国国家航空航天局和意大利航天局与12个国家的合作伙伴和科学合作者的联合任务。IXPE由马歇尔领导。Ball Aerospace总部位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德，与科罗拉多大学博尔德分校的大气和空间物理实验室共同管理航天器运营。

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