據美國國家航空航天局（弗朗西斯·雷迪）：日本領導的XRISM（X射線成像和光譜學任務）天文臺捕捉到了天鵝座X-3內氣體流動的最詳細肖像，天鵝座X-4是X射線天空中研究最多的來源之一 。
天鵝座X-3是一個雙星系統，它將一種罕見的高質量恒星與一個緊湊的伴星（可能是黑洞）配對 。

天鵝座X-3是一個高質量的雙星系統，由一個緊湊的物體（可能是黑洞）和一顆熾熱的沃爾夫-拉葉星組成 。這位藝術家的概念展示了對該系統的一種解讀 。高分辨率X射線光譜表明有兩種氣體成分：一種是從大質量恒星發出的重背景外流或風，另一種是位于軌道伴星附近的湍流結構，可能是風中雕刻的尾跡 。如圖所示，黑洞的引力將部分風捕獲到其周圍的吸積盤中，吸積盤的軌道運動在流動的氣體中雕刻出一條路徑（黃色弧線） 。在強烈爆發期間，伴星會發射出接近光速的粒子射流 ， 如圖所示，這些粒子在黑洞的上方和下方延伸 。圖像：美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心
馬里蘭大學帕克分校和美國國家航空航天局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的博士后助理Ralf Ballhausen說：“這顆大質量恒星的性質是使天鵝座X-3如此有趣的一個因素 。” 。“這是一顆沃爾夫-拉葉星，這種恒星已經進化到了這樣的程度 ， 即被稱為恒星風的強烈外流將氣體從恒星表面剝離并向外驅動 。這個緊湊的物體掃起并加熱了一些氣體，使其發射X射線 。”
由Ballhausen領導的一篇描述這一發現的論文將發表在未來一期的《天體物理學雜志》上 。
“對于XRISM來說 ， 天鵝座X-3是一個金發姑娘的目標——它的亮度在XRISM特別敏感的能量范圍內‘恰到好處’，”合著者、美國國家航空航天局戈達德的天體物理學家Timothy Kallman說 。“每一顆飛行過的X射線衛星都研究過這種不尋常的來源 ， 因此觀察它是新X射線任務的一種儀式 。”
XRISM（發音為“crism”）由日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）與美國國家航空航天局（NASA）合作領導 ， 并得到了歐洲航天局（ESA）的貢獻 。美國國家航空航天局和日本宇宙航空研究開發機構開發了該任務的微量熱計光譜儀儀器，名為Resolve 。
3月下旬，Resolve對天鵝座X-3進行了18小時的觀測，獲得了高分辨率的光譜，使天文學家能夠更好地了解那里復雜的氣體動力學 。這些包括熱的大質量恒星產生的外流氣體，它與致密伴星的相互作用，以及一個湍流區域，該區域可能代表伴星在繞外流氣體運行時產生的尾流 。



XRISM的Resolve儀器捕獲了天鵝座X-3迄今為止最詳細的X射線光譜 。峰表示電離氣體發射的X射線，谷形成于氣體吸收X射線的地方；許多譜線也因氣體運動而轉移到更高和更低的能量 。頂部：完整的Resolve光譜，從2到8keV（千電子伏），追蹤的X射線能量是可見光的數千倍 。有些線標有產生它們的元素的名稱，如硫、氬和鈣，以及表示這些原子失去的電子數量的羅馬數字 。底部：放大光譜中通常由鐵原子最內層電子殼（K殼）躍遷產生的特征主導的區域 。當原子與高能X射線或電子相互作用，并以6.4至7keV的能量發射光子作為響應時 ， 就會形成這些特征 。這些細節首次通過XRISM的Resolve儀器清晰可見，將有助于天文學家深化對這一不同尋常系統的理解 。圖像：日本宇宙航空研究開發機構/美國國家航空航天局/XRISM合作
在天鵝座X-3中 ， 這顆恒星和緊湊型天體非常接近，它們在4.8小時內完成了一個軌道 。該雙星被認為位于天鵝座北部方向，距離我們約32000光年 。
雖然我們銀河系中心平面的厚塵埃云遮擋了天鵝座X-3的任何可見光，但該雙星系統已經在無線電、紅外線、伽馬射線和X射線中進行了研究 。
該系統浸沒在恒星的流動氣體中，氣體被緊湊伴星的X射線照射和電離 。這種氣體既發射又吸收X射線 ， 光譜中許多突出的峰和谷都包含這兩個方面 。然而，理解光譜的簡單嘗試是不夠的，因為一些特征似乎放在了錯誤的地方 。
這是因為由于多普勒效應，氣體的快速運動將這些特征從正常的實驗室能量中置換出來 。吸收谷通常會向上移動到更高的能量，這表明氣體以高達93萬英里/小時（150萬公里/小時）的速度向我們移動 。排放峰值向下移動到較低的能量，表明氣體以較慢的速度遠離我們 。
一些光譜特征顯示出比發射峰更強的吸收谷 。研究小組得出結論，這種不平衡的原因是恒星風的動力學使移動的氣體能夠吸收伴星發出的更廣泛的X射線能量 。XRISM光譜的細節 ， 特別是在富含電離鐵原子產生的特征的更高能量下，使科學家能夠解開這些效應 。
美國國家航空航天局戈達德任務的項目科學家布萊恩·威廉姆斯說：“獲取這一細節的關鍵是XRISM在幾個軌道上監測系統的能力 。” 。“在這個光譜中還有更多的東西需要探索，最終我們希望它能幫助我們確定天鵝座X-3的緊湊物體是否確實是一個黑洞 。”
XRISM是日本宇宙航空研究開發機構和美國國家航空航天局之間的一項合作任務，歐空局也參與其中 。美國國家航空航天局的貢獻包括加拿大航天局的科學參與 。
作者：弗朗西斯·雷迪美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心，馬里蘭州格林貝爾特 。

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