美国国家航空航天局(NASA)与意大利航天局联合开展的IXPE(成像X射线偏振探测)任务取得重要进展。科学家利用这一探测器,首次对距离地球约200光年的白矮星双星系统EX Hydrae进行了系统性观测,成功捕捉到该系统吸积结构的独特几何特征,相关成果已发表于《天体物理学杂志》。
EX Hydrae位于长蛇座,属于典型的"中介偏振星"系统。这类天体由一颗主序星和一颗白矮星组成,前者持续向后者输送气体物质。当气体靠近白矮星时,其运动轨迹受磁场强度影响——若磁场足够强,物质会完全沿磁极坠落;而EX Hydrae的磁场强度处于中间状态,使得部分物质在磁场引导下形成快速旋转的吸积盘,另一部分则直接被拉向磁极区域。
研究团队通过分析IXPE探测到的X射线偏振数据,发现该系统存在显著的温度梯度与物质运动特征。当气体沿吸积盘向内坠落时,温度可飙升至数千万华氏度,与白矮星表面物质碰撞后形成高达数千英里的过热等离子体柱。这些剧烈的能量释放过程产生强烈X射线辐射,为IXPE的观测提供了理想条件。
麻省理工学院科学家肖恩·冈德森领导的团队突破传统理论模型限制,首次直接测量出吸积柱的实际高度约为2000英里(约3219公里)。这一发现得益于X射线偏振技术的独特优势——当X射线在白矮星表面发生散射时,其偏振方向会携带物质分布的微观信息,而这些尺度远小于现有光学望远镜的分辨率极限。
白矮星是恒星演化的终态产物之一。当恒星核心的氢燃料耗尽后,若质量不足以引发超新星爆炸,剩余核心会在引力作用下坍缩,形成密度极高的天体。以太阳为例,其质量若压缩至地球大小,表面重力将是地球的30万倍左右。这种极端物理环境使得白矮星系统成为研究物质在强引力与磁场作用下行为的天然实验室。
IXPE任务自2021年发射以来,已对多个高能天体展开观测。该探测器配备的三台X射线偏振望远镜可同时测量入射光子的能量、位置和偏振方向,为研究黑洞、中子星等极端天体提供了全新视角。此次针对EX Hydrae的观测成果,不仅深化了人类对双星系统物质传输机制的理解,也为后续研究强磁场环境中的物质行为奠定了基础。
参与该项目的12个国家科研团队正持续分析IXPE积累的数据。NASA马歇尔航天飞行中心的项目负责人表示,这些观测结果将帮助科学家构建更精确的吸积过程模型,特别是针对那些同时具备强磁场和剧烈X射线辐射的天体系统。随着数据量的增加,人类对宇宙中最极端环境的认知边界有望被进一步拓展。











