美国宇航局（NASA）和日本航空航天研究开发机构（JAXA）XRISM探测到附近活跃星系中的铁指纹

NASA和JAXA XRISM在附近的活跃星系中发现了铁元素的指纹

XRISM（X射线成像和光谱测量任务）是由日本领导的项目，在2月开始科学运营后，对NGC 4151星系中心的超大质量黑洞进行了研究。

NASA的项目科学家Brian Williams表示：“XRISM的Resolve仪器捕获了黑洞周围区域的详细光谱。” “峰值和波谷就像化学指纹一样，可以告诉我们存在哪些元素，并揭示物质接近黑洞时的命运的线索。”

XRISM（发音为“crism”）由JAXA（日本宇宙航空研究开发机构）领导，与NASA以及ESA（欧洲航天局）合作，于2023年9月6日发射。NASA和JAXA共同开发了Resolve，该任务的微量热谱仪。

NGC 4151是一个位于北部猎犬座、距离地球约4300万光年的螺旋星系。其中心的超大质量黑洞质量超过太阳的2000万倍。

这个星系也是活跃的，意味着其中心异常明亮且变化多端。朝向黑洞旋转的气体和尘埃形成了环绕黑洞的吸积盘，并通过引力和摩擦力产生热量，导致变化。一些接近黑洞边缘的物质形成了双射流，以接近光速的速度从盘的两侧喷射出来。一个被称为“面包圈”的松软圆环状物质围绕着吸积盘。

事实上，NGC 4151是已知最近的活跃星系之一。包括NASA的钱德拉X射线天文台和哈勃空间望远镜在内的其他任务已经研究了它，以了解黑洞与其周围相互作用，这可以告诉科学家们银河中心的超大质量黑洞如何随着宇宙时间的推移而增长。

这个星系在X射线中异常明亮，使其成为XRISM的理想早期目标。

Resolve对NGC 4151的光谱显示了一个能量略低于6.5千电子伏特（keV）的尖峰 - 铁的发射线。天文学家认为，活跃星系的大部分能量来自于靠近黑洞的热闪烁区域中产生的X射线。X射线反射到盘中较冷的气体上会导致铁发出荧光，产生特定的X射线峰值。这使天文学家能够更好地描绘盘和更靠近黑洞的爆发区域的情况。

光谱还显示了在7 keV左右有几个波谷。面包圈中的铁也造成了这些波谷，虽然是通过吸收X射线而不是发射，因为那里的物质比盘中的要冷。所有这些辐射的能量是我们用肉眼看到的光的2500倍。

铁只是XRISM可以探测的元素之一。根据光源不同，该望远镜还可以探测到硫、钙、氩等元素。每种元素都向天体物理学家传达了关于遍布X射线天空的宇宙现象的不同信息。

XRISM是JAXA和NASA之间的协作任务，ESA也参与其中。NASA的贡献包括加拿大航天局的科学参与。