【XRISM高精度观测揭开亮星伽马仙后座五十年谜题】欧洲空间局近日发布消息称,借助X射线成像和光谱任务(XRISM)的高分辨率观测,天文学家终于解开了困扰学界超过半个世纪的恒星伽马仙后座(γ-Cas)的X射线辐射之谜。研究证实,其异常X射线辐射源自一颗不可见的白矮星伴星吸积物质的过程。伽马仙后座位于仙后座标志性的“W”形星座中央,是肉眼可见的亮星。自1866年起,该星便因其光谱中异常的氢发射线而被天文学家关注,并被归类为“Be星”——一类快速自转并拥有物质盘的炽热B型星。20世纪70年代中期,新的谜团出现:伽马仙后座被发现辐射出异常的高能X射线,其高温等离子体温度高达1.5亿度,辐射亮度约为同类大质量恒星的40倍。随后,天文学家又发现了约二十余颗具有类似X射线辐射的Be星。关于此类高能X射线的起源,学界长期存在两种竞争理论:一是恒星局部磁场与周围物质盘相互作用产生高温等离子体;二是Be星的盘物质被其伴星——一颗白矮星吸积,从而产生X射线。由比利时列日大学雅埃尔·纳泽领导的国际团队,利用XRISM搭载的高分辨率光谱仪Resolve对伽马仙后座进行了专门观测。结果显示,高温等离子体的光谱特征严格遵循其不可见伴星的轨道运动。这一直接证据表明,X射线确实源自白矮星伴星吸积伽马仙后座盘物质的过程,从而排除了磁场相互作用的理论。这一发现不仅解决了伽马仙后座长达五十年的X射线谜题,也确认了此类天体属于一类特殊的双星系统,即一颗大质量Be星与一颗吸积物质的白矮星组成的系统。研究指出,这类双星系统在理论上曾被预测较为普遍,但观测显示其实际数量少于预期,且更倾向于出现在大质量Be星中。未来,科学家将基于这一发现建立针对此类系统的模型,并修正对双星演化的理解。XRISM任务由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)主导,美国国家航空航天局(NASA)与欧洲空间局(ESA)合作参与,于2023年9月发射。其搭载的Resolve仪器具备极高的能量分辨率,能够精确测量单个X射线光子的能量,是此次取得突破性发现的关键。

