挑战现有黑洞理论: “心跳黑洞” X 射线偏振度 9.1% 高于预测值

发布日期：2025-08-16 15:43    点击次数：76

IT之家8月15日消息，美国宇航局（NASA）于8月12日发布博文，报告称天文学家通过成像X射线偏振探测器（IXPE），观测“心跳黑洞”IGRJ17091-3624，发现其X射线偏振度高达9.1%，颠覆了当前对黑洞物理行为的认知。

IT之家注：IGRJ17091-3624距离地球约2.8万光年，由欧空局INTEGRAL卫星于2003年4月发现，质量约为太阳的3至10倍，接近理论上的黑洞质量下限，因X射线亮度周期性变化类似心电图而得名。

偏振度（PolarizationDegree）是指电磁波振动方向的有序程度，数值越高表示光子振动越一致，反映辐射区磁场或几何结构的高度对称性。

天文学家于今年4月通过IXPE探测器，测得其辐射偏振度高达9.1%，显著高于理论预测值，表明来自黑洞核心区域的X射线振动方向高度一致，暗示极端有序的辐射环境。

黑洞日冕是紧邻事件视界、温度极高的X射线辐射区，通常位于吸积盘内缘。按现有模型，如此高的偏振度需日冕呈扁平几何结构且系统以边缘视角观测。然而，由于该黑洞的恒星伴星过于暗弱，天文学家无法直接测定观测角度，导致这一高偏振现象难以解释。

图源：美国宇航局

为解释异常，研究团队提出第一种模型：吸积盘释放出物质风，X射线在穿过此风时经历多次康普顿散射，导致振动方向趋于一致，从而提升偏振度，该过程类似于光线通过滤光片后的偏振增强效应，但发生在极端引力环境中。

第二种模型涉及相对论效应：日冕等离子体可能以接近光速20%的速度向外喷发。在此高速运动下，相对论束流效应会压缩辐射方向并放大观测到的偏振信号，让实际偏振度在地球观测中显得更高。这一机制无需特定视角，但要求极端动力学条件。

目前尚无单一模型能完全解释观测结果，天文学家未来希望通过磁场结构与辐射耦合机制等多个角度，深入观测这种情况。