臺北市立天文科學教育館

由日本宇宙航空研究開發機構(JAXA) 主導開發、歐洲太空總署(ESA)協力參與的XRISM X射線太空望遠鏡，在發射後不到一年時間，就以觀測高溫電漿氣體的優異性能，首度揭露超大質量黑洞周圍和超新星殘骸中物質的詳細分佈、溫度和運動方式。

首先XRISM望遠鏡將觀測目標指向距離地球約16萬光年，位於大麥哲倫星系的超新星殘骸N132D，發現其中含有鐵原子且溫度高達約100億°K。鐵原子之所以能達到如此高溫，推測是因超新星爆炸時，位於恆星內層的鐵原子受到爆發時向內傳遞的衝擊波加熱造成。且此超新星殘骸的構造並非多層球殼形狀，而是像甜甜圈一般。另外，天文學家藉由都卜勒效應，計算出殘骸正以每秒約1,200公里速度膨脹。

圖說：此張圖片展示XRIMS對超新星殘骸N132D的觀測成果。圖片上方是殘骸的觀測影像。光譜顯示N132D中存在許多化學元素，其中包含100億°K鐵原子的區域以黃圈標示，粉紅色的界線代表高速向外擴張殘骸和星際物質碰撞的衝擊波前緣。此處電漿體溫度較低，約為1,000萬°K。XRISM可以透過測量特定原子的X射線光子能量來識別每種元素，其區分不同波長X射線的解析能力是其他X射線望遠鏡30倍。Credit:JAXA

接下來XRISM轉向距地球約6,200萬光年的漩渦星系NGC4151核心，觀測在其中的超大質量黑洞，周圍距離中心0.001至0.1光年的球殼區域內，氣體落入黑洞時的分佈情形。天文學家藉由鐵原子X射線波段的光譜特徵，計算出鐵原子的運動情況，並依此繪製出黑洞周圍從「餵養」黑洞的吸積盤一直到甜甜圈形外環的構造分佈圖，此項成果也讓天文學家進一步理解黑洞吞噬周圍物質而成長的過程。

圖說：由XRISM 呈現在NGC4151核心黑洞周圍，距中心0.001至0.1光年之間的構造分佈。接近黑洞的吸積盤以藍色標示，其中氣體以約百分之幾的光速移動。再遠一些就是過渡區，以橙色標示，其中氣體以每秒約數千公里的速度移動。最外圍是甜甜圈狀的環形構造，以紅色標示。Credit:JAXA

圖說：XRISM 將透過X射線波段的優異觀測性能，提供有關星系團動力學、宇宙化學組成以及超大質量黑洞或活躍星系核心周圍等氣體或物質流動的影像。Credit:ESA

XRISM X射線太空望遠鏡能同步精確追蹤高溫電漿氣體的位置、移動速度、溫度的優異能力，是研究高能量天體與其周圍環境的儀器首選。接下來研究團隊將在此成果上持續發展，對於高能量天文現象提供新的見解。（編輯／蔡承穎）

資料來源：Phys.org