美國國家航空航天局（NASA）與意大利航天局聯(lián)合開展的IXPE（成像X射線偏振探測）任務(wù)取得重要進(jìn)展。科學(xué)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(tǒng)EX Hydrae進(jìn)行了系統(tǒng)性觀測，成功捕捉到該系統(tǒng)吸積結(jié)構(gòu)的獨(dú)特幾何特征，相關(guān)成果已發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》。

EX Hydrae位于長蛇座，屬于典型的"中介偏振星"系統(tǒng)。這類天體由一顆主序星和一顆白矮星組成，前者持續(xù)向后者輸送氣體物質(zhì)。當(dāng)氣體靠近白矮星時(shí)，其運(yùn)動軌跡受磁場強(qiáng)度影響——若磁場足夠強(qiáng)，物質(zhì)會完全沿磁極墜落；而EX Hydrae的磁場強(qiáng)度處于中間狀態(tài)，使得部分物質(zhì)在磁場引導(dǎo)下形成快速旋轉(zhuǎn)的吸積盤，另一部分則直接被拉向磁極區(qū)域。

研究團(tuán)隊(duì)通過分析IXPE探測到的X射線偏振數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)存在顯著的溫度梯度與物質(zhì)運(yùn)動特征。當(dāng)氣體沿吸積盤向內(nèi)墜落時(shí)，溫度可飆升至數(shù)千萬華氏度，與白矮星表面物質(zhì)碰撞后形成高達(dá)數(shù)千英里的過熱等離子體柱。這些劇烈的能量釋放過程產(chǎn)生強(qiáng)烈X射線輻射，為IXPE的觀測提供了理想條件。

麻省理工學(xué)院科學(xué)家肖恩·岡德森領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)理論模型限制，首次直接測量出吸積柱的實(shí)際高度約為2000英里（約3219公里）。這一發(fā)現(xiàn)得益于X射線偏振技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢——當(dāng)X射線在白矮星表面發(fā)生散射時(shí)，其偏振方向會攜帶物質(zhì)分布的微觀信息，而這些尺度遠(yuǎn)小于現(xiàn)有光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的分辨率極限。

白矮星是恒星演化的終態(tài)產(chǎn)物之一。當(dāng)恒星核心的氫燃料耗盡后，若質(zhì)量不足以引發(fā)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(zhì)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(huán)境使得白矮星系統(tǒng)成為研究物質(zhì)在強(qiáng)引力與磁場作用下行為的天然實(shí)驗(yàn)室。

IXPE任務(wù)自2021年發(fā)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(yuǎn)鏡可同時(shí)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(tǒng)物質(zhì)傳輸機(jī)制的理解，也為后續(xù)研究強(qiáng)磁場環(huán)境中的物質(zhì)行為奠定了基礎(chǔ)。

參與該項(xiàng)目的12個國家科研團(tuán)隊(duì)正持續(xù)分析IXPE積累的數(shù)據(jù)。NASA馬歇爾航天飛行中心的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，這些觀測結(jié)果將幫助科學(xué)家構(gòu)建更精確的吸積過程模型，特別是針對那些同時(shí)具備強(qiáng)磁場和劇烈X射線輻射的天體系統(tǒng)。隨著數(shù)據(jù)量的增加，人類對宇宙中最極端環(huán)境的認(rèn)知邊界有望被進(jìn)一步拓展。