成像X射线偏振探测器帮助研究人员确定黑洞日冕的形状

利用美国宇航局 IXPE(X 射线成像偏振探测器)任务的数据，新发现为黑洞中一种名为日冕的重要结构的形状和性质提供了前所未有的洞察。该研究结果发表在《天体物理学杂志》上。

日冕是物质流向黑洞时形成的一个移动等离子体区域，科学家对此还只是理论上的了解。新研究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。

许多黑洞被吸积盘(即充满碎屑的气体漩涡)包围，黑洞之所以得名，是因为即使光也无法逃脱其巨大的引力。一些黑洞还存在相对论性喷流——黑洞积极吞噬周围物质，将物质以高速抛向太空，形成超强物质爆发。

或许，鲜为人知的是，黑洞与太阳和其他恒星一样，也拥有超高温日冕。太阳日冕(恒星最外层大气)的燃烧温度约为 180 万华氏度，而黑洞日冕的温度估计高达数十亿度。

天体物理学家此前曾在恒星质量黑洞(由恒星坍缩形成的黑洞)和超大质量黑洞(例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构成和几何形状，”美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的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。“它是黑洞上下的球体，还是吸积盘产生的大气层，或者是位于喷流底部的等离子体?”

IXPE 专门研究 X 射线偏振，这是光的一种特性，有助于绘制最强大能量源的形状和结构，即使物体太小、太亮或太远而无法直接看到，也能照亮其内部工作原理。就像我们可以在日全食期间安全地观察太阳的日冕一样，IXPE 提供了清晰研究黑洞吸积几何形状、吸积盘的形状和结构以及相关结构(包括日冕)的方法。