美國國家航空航天局(NASA)與意大利航天局聯合開展的IXPE(成像X射線偏振探測)任務取得重要進展。科學家利用這一探測器,首次對距離地球約200光年的白矮星雙星系統EX Hydrae進行了系統性觀測,成功捕捉到該系統吸積結構的獨特幾何特征,相關成果已發表于《天體物理學雜志》。
EX Hydrae位于長蛇座,屬于典型的"中介偏振星"系統。這類天體由一顆主序星和一顆白矮星組成,前者持續向后者輸送氣體物質。當氣體靠近白矮星時,其運動軌跡受磁場強度影響——若磁場足夠強,物質會完全沿磁極墜落;而EX Hydrae的磁場強度處于中間狀態,使得部分物質在磁場引導下形成快速旋轉的吸積盤,另一部分則直接被拉向磁極區域。
研究團隊通過分析IXPE探測到的X射線偏振數據,發現該系統存在顯著的溫度梯度與物質運動特征。當氣體沿吸積盤向內墜落時,溫度可飆升至數千萬華氏度,與白矮星表面物質碰撞后形成高達數千英里的過熱等離子體柱。這些劇烈的能量釋放過程產生強烈X射線輻射,為IXPE的觀測提供了理想條件。
麻省理工學院科學家肖恩·岡德森領導的團隊突破傳統理論模型限制,首次直接測量出吸積柱的實際高度約為2000英里(約3219公里)。這一發現得益于X射線偏振技術的獨特優勢——當X射線在白矮星表面發生散射時,其偏振方向會攜帶物質分布的微觀信息,而這些尺度遠小于現有光學望遠鏡的分辨率極限。
白矮星是恒星演化的終態產物之一。當恒星核心的氫燃料耗盡后,若質量不足以引發超新星爆炸,剩余核心會在引力作用下坍縮,形成密度極高的天體。以太陽為例,其質量若壓縮至地球大小,表面重力將是地球的30萬倍左右。這種極端物理環境使得白矮星系統成為研究物質在強引力與磁場作用下行為的天然實驗室。
IXPE任務自2021年發射以來,已對多個高能天體展開觀測。該探測器配備的三臺X射線偏振望遠鏡可同時測量入射光子的能量、位置和偏振方向,為研究黑洞、中子星等極端天體提供了全新視角。此次針對EX Hydrae的觀測成果,不僅深化了人類對雙星系統物質傳輸機制的理解,也為后續研究強磁場環境中的物質行為奠定了基礎。
參與該項目的12個國家科研團隊正持續分析IXPE積累的數據。NASA馬歇爾航天飛行中心的項目負責人表示,這些觀測結果將幫助科學家構建更精確的吸積過程模型,特別是針對那些同時具備強磁場和劇烈X射線輻射的天體系統。隨著數據量的增加,人類對宇宙中最極端環境的認知邊界有望被進一步拓展。






