你絕對(duì)想不到：X射線揭示黑洞吞噬物質(zhì)的秘密，結(jié)果讓人目瞪口呆

深夜抬頭看天鵝座，你可能不會(huì)想到，那里藏著個(gè)“宇宙大胃王”——黑洞CygnusX-1。它正以驚人的速度吞吃周圍的超熱物質(zhì)，而科學(xué)家最近用一個(gè)掛在氣球上的望遠(yuǎn)鏡，看清了它“吃飯”時(shí)的每一絲動(dòng)靜。

用氣球吊起來(lái)的“黑洞攝像機(jī)”，拍到了最細(xì)的偏振X射線

這個(gè)望遠(yuǎn)鏡叫XL-Calibur，是華盛頓大學(xué)圣路易斯分校（WashU）牽頭的國(guó)際團(tuán)隊(duì)搞出來(lái)的。它不是衛(wèi)星，而是掛在氣球上飛的——2024年7月，它從瑞典出發(fā)，飄了幾千公里到加拿大，全程盯著CygnusX-1。

“我們測(cè)到了迄今為止最詳細(xì)的硬X射線偏振數(shù)據(jù)?！盬ashU的物理學(xué)教授HenricKrawczynski說(shuō)，“這些數(shù)據(jù)能幫我們驗(yàn)證那些最逼真的黑洞周圍物理過(guò)程模擬?！?/p>

什么是“偏振X射線”？簡(jiǎn)單說(shuō)，就是光的振動(dòng)方向。就像你戴偏光墨鏡能過(guò)濾掉水面反光一樣，測(cè)偏振光能讓科學(xué)家“看”清黑洞周圍的亂流——那些被引力撕裂的氣體，是怎么旋轉(zhuǎn)、拉伸，最后掉進(jìn)黑洞的。

偏振光的“透視眼”，解開(kāi)了黑洞周圍的亂流之謎

CygnusX-1離我們7000光年，用普通望遠(yuǎn)鏡看，它只是個(gè)極小的X射線光點(diǎn)。但偏振光不一樣，它能“告訴”我們：黑洞周圍的超熱氣體（溫度高達(dá)上億度），正在以接近光速的速度繞著黑洞轉(zhuǎn)，被引力拉成了一個(gè)扁扁的盤狀——就像你把面團(tuán)甩成披薩餅?zāi)菢印?/p>

“要是用肉眼找CygnusX-1，根本看不見(jiàn)?！盬ashU的研究生EphraimGau說(shuō)，“但偏振光幫我們打開(kāi)了‘透視眼’，讓我們知道黑洞周圍的物質(zhì)到底在怎么動(dòng)。”

2024年飛行的“意外收獲”：蟹狀脈沖星的新秘密

除了CygnusX-1，XL-Calibur還拍了另一個(gè)“宇宙明星”——蟹狀脈沖星。這顆脈沖星和它周圍的星云，是天空中最亮的連續(xù)X射線源之一。

“2024年的飛行太值了?！比鸬銴TH皇家理工學(xué)院的MarkPearce說(shuō)，“我們同時(shí)測(cè)到了CygnusX-1和蟹狀脈沖星的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，說(shuō)明XL-Calibur的設(shè)計(jì)完全沒(méi)問(wèn)題。”

2027年要去南極飛，還要拍更多黑洞和中子星

接下來(lái)，團(tuán)隊(duì)打算搞個(gè)更大的動(dòng)作：2027年從南極發(fā)射XL-Calibur。南極的大氣更穩(wěn)定，能讓望遠(yuǎn)鏡拍得更清楚。他們計(jì)劃觀測(cè)更多黑洞和中子星，比如那些更遙遠(yuǎn)、更極端的宇宙環(huán)境。

“結(jié)合NASA的IXPE衛(wèi)星數(shù)據(jù)，我們可能在未來(lái)幾年里解決黑洞物理的老問(wèn)題。”Krawczynski說(shuō)，“比如物質(zhì)怎么掉進(jìn)黑洞，為什么會(huì)釋放那么多能量——這些問(wèn)題說(shuō)不定很快就能有答案?！?/p>

7000光年外的黑洞“進(jìn)食”細(xì)節(jié)，居然能用氣球上的望遠(yuǎn)鏡拍到——科學(xué)就是這么有意思。你覺(jué)得，2027年南極飛行會(huì)拍到什么？是黑洞周圍的“氣體漩渦”更扭曲，還是中子星的“脈沖信號(hào)”更奇怪？留言說(shuō)說(shuō)你的猜想，咱們一起等2027年的結(jié)果～