美国和日本的XRISM任务深入研究了“隐藏”的恒星系统
（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局（弗朗西斯·雷迪）：日本领导的XRISM（X射线成像和光谱学任务）天文台捕捉到了天鹅座X-3内气体流动的最详细肖像，天鹅座X-4是X射线天空中研究最多的来源之一。
天鹅座X-3是一个双星系统，它将一种罕见的高质量恒星与一个紧凑的伴星（可能是黑洞）配对。
天鹅座X-3是一个高质量的双星系统，由一个紧凑的物体（可能是黑洞）和一颗炽热的沃尔夫-拉叶星组成。这位艺术家的概念展示了对该系统的一种解读。高分辨率X射线光谱表明有两种气体成分：一种是从大质量恒星发出的重背景外流或风，另一种是位于轨道伴星附近的湍流结构，可能是风中雕刻的尾迹。如图所示，黑洞的引力将部分风捕获到其周围的吸积盘中，吸积盘的轨道运动在流动的气体中雕刻出一条路径（黄色弧线）。在强烈爆发期间，伴星会发射出接近光速的粒子射流，如图所示，这些粒子在黑洞的上方和下方延伸。图像：uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心
马里兰大学帕克分校和美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的博士后助理Ralf Ballhausen说：“这颗大质量恒星的性质是使天鹅座X-3如此有趣的一个因素。”。“这是一颗沃尔夫-拉叶星，这种恒星已经进化到了这样的程度，即被称为恒星风的强烈外流将气体从恒星表面剥离并向外驱动。这个紧凑的物体扫起并加热了一些气体，使其发射X射线。”
由Ballhausen领导的一篇描述这一发现的论文将发表在未来一期的《天体物理学杂志》上。
“对于XRISM来说，天鹅座X-3是一个金发姑娘的目标——它的亮度在XRISM特别敏感的能量范围内‘恰到好处’，”合著者、美国国家航空航天局戈达德的天体物理学家Timothy Kallman说。“每一颗飞行过的X射线卫星都研究过这种不寻常的来源，因此观察它是新X射线任务的一种仪式。”
XRISM（发音为“crism”）由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与美国国家航空航天局（NASA）合作领导，并得到了欧洲航天局（ESA）的贡献。美国国家航空航天局和日本宇宙航空研究开发机构开发了该任务的微量热计光谱仪仪器，名为Resolve。
3月下旬，Resolve对天鹅座X-3进行了18小时的观测，获得了高分辨率的光谱，使天文学家能够更好地了解那里复杂的气体动力学。这些包括热的大质量恒星产生的外流气体，它与致密伴星的相互作用，以及一个湍流区域，该区域可能代表伴星在绕外流气体运行时产生的尾流。
XRISM的Resolve仪器捕获了天鹅座X-3迄今为止最详细的X射线光谱。峰表示电离气体发射的X射线，谷形成于气体吸收X射线的地方；许多谱线也因气体运动而转移到更高和更低的能量。顶部：完整的Resolve光谱，从2到8keV（千电子伏），追踪的X射线能量是可见光的数千倍。有些线标有产生它们的元素的名称，如硫、氩和钙，以及表示这些原子失去的电子数量的罗马数字。底部：放大光谱中通常由铁原子最内层电子壳（K壳）跃迁产生的特征主导的区域。当原子与高能X射线或电子相互作用，并以6.4至7keV的能量发射光子作为响应时，就会形成这些特征。这些细节首次通过XRISM的Resolve仪器清晰可见，将有助于天文学家深化对这一不同寻常系统的理解。图像：uux.cn日本宇宙航空研究开发机构/美国国家航空航天局/XRISM合作
在天鹅座X-3中，这颗恒星和紧凑型天体非常接近，它们在4.8小时内完成了一个轨道。该双星被认为位于天鹅座北部方向，距离我们约32000光年。
虽然我们银河系中心平面的厚尘埃云遮挡了天鹅座X-3的任何可见光，但该双星系统已经在无线电、红外线、伽马射线和X射线中进行了研究。
该系统浸没在恒星的流动气体中，气体被紧凑伴星的X射线照射和电离。这种气体既发射又吸收X射线，光谱中许多突出的峰和谷都包含这两个方面。然而，理解光谱的简单尝试是不够的，因为一些特征似乎放在了错误的地方。
这是因为由于多普勒效应，气体的快速运动将这些特征从正常的实验室能量中置换出来。吸收谷通常会向上移动到更高的能量，这表明气体以高达93万英里/小时（150万公里/小时）的速度向我们移动。排放峰值向下移动到较低的能量，表明气体以较慢的速度远离我们。
一些光谱特征显示出比发射峰更强的吸收谷。研究小组得出结论，这种不平衡的原因是恒星风的动力学使移动的气体能够吸收伴星发出的更广泛的X射线能量。XRISM光谱的细节，特别是在富含电离铁原子产生的特征的更高能量下，使科学家能够解开这些效应。
美国国家航空航天局戈达德任务的项目科学家布莱恩·威廉姆斯说：“获取这一细节的关键是XRISM在几个轨道上监测系统的能力。”。“在这个光谱中还有更多的东西需要探索，最终我们希望它能帮助我们确定天鹅座X-3的紧凑物体是否确实是一个黑洞。”
XRISM是日本宇宙航空研究开发机构和美国国家航空航天局之间的一项合作任务，欧空局也参与其中。美国国家航空航天局的贡献包括加拿大航天局的科学参与。
作者：弗朗西斯·雷迪
美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心，马里兰州格林贝尔特。
