XRISM揭示了一颗超大质量黑洞和一个超新星遗迹周围物质的结构、运动和温度，达到了前所未有的细节。天文学家今天公布了这台新X射线望远镜的第一批科学成果，这距离望远镜发射还不到一年。一个巨大的黑洞和一颗爆炸的大质量恒星的遗迹有什么共同点？这两者都是戏剧性的天体现象，其中极热的气体会产生非常高能的X射线光，这些光XRISM可以看到。
在其首次公布的成果中，由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）主导、欧洲航天局（ESA）参与的XRISM任务展示了其独特的能力，揭示了炽热气体（称为等离子体）的速度和温度，以及围绕黑洞和爆炸恒星的物质的三维结构。“这些新的观测结果提供了理解黑洞如何通过捕获周围物质来增长的关键信息，并为我们提供了关于大质量恒星生与死的新见解。它们展示了该任务在探索高能宇宙方面的非凡能力。”
ESA XRISM项目科学家Matteo Guainazzi表示。超新星遗迹N132D
在其“首次光”观测之一中，XRISM集中研究了位于大麦哲伦星云中、距离地球约16万光年的超新星遗迹N132D。这团星际热气体是约3000年前一颗非常大质量恒星爆炸所排出的。使用其Resolve仪器，XRISM详细揭示了N132D周围的结构。
与之前对一个简单球状壳的假设相反，科学家发现N132D的遗迹形状像一个甜甜圈。利用多普勒效应，科学家们测量了遗迹中的炽热等离子体向我们或远离我们运动的速度，并确定这一速度为约1200公里/秒。Resolve还揭示了遗迹中含有温度高达100亿开尔文的铁。这些铁原子在超新星爆炸中通过向内传播的剧烈冲击波被加热，这一现象在理论上已被预测，但从未被观察到。
像N132D这样的超新星遗迹中包含了关于恒星如何演化以及诸如铁等对我们生命至关重要的（重）元素是如何生成并在星际空间中传播的重要线索。然而，以前的X射线观测卫星总是难以揭示等离子体的速度和温度是如何分布的。星系NGC 4151中的超大质量黑洞
XRISM还为围绕超大质量黑洞的神秘结构提供了新的见解。
专注于距我们6200万光年的螺旋星系NGC 4151，XRISM的观测提供了一个前所未有的视角，显示了非常靠近该星系中心黑洞的物质分布，其质量是太阳的3000万倍。XRISM捕捉到了围绕并最终落入黑洞的物质在0.001到0.1光年的范围内的分布，这相当于从太阳到天王星的距离到其100倍。通过确定铁原子的X射线信号，科学家绘制了一系列围绕巨大黑洞的结构图：从“喂养”黑洞的盘一直到甜甜圈形状的环状物。
这些发现为理解黑洞如何通过吞噬周围物质而增长提供了重要的一块拼图。尽管射电和红外观测已经揭示了其他星系中环绕黑洞的甜甜圈状环的存在，但XRISM的光谱技术是目前唯一一种能够追踪靠近中央“怪物”的气体形状和运动的方式。展望未来：未来的观测和发现
在过去的数月中，XRISM科学团队通过观测60个关键目标，努力建立仪器性能并完善数据分析方法。
同时，从全球科学家提交的300多个建议中挑选了104个新观测集。XRISM将在接下来的一年内根据成功的提案进行观测；由于其在轨道上的出色表现，甚至超出了最初的预期，这预示着将会有更多激动人心的发现。关于XRISM
X射线成像和光谱任务（XRISM）于2023年9月7日发射。它是日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和NASA之间的合作项目，并得到欧洲航天局（ESA）的显著参与。
作为提供硬件和科学建议的回报，ESA获得了XRISM可用观测时间的8%。使用XRISM进行的观测将补充ESA的XMM-Newton X射线望远镜的观测结果，并且将成为计划使用ESA未来大型任务NewAthena进行观测的优秀基础。后者被设计为显著超越现有光谱和巡天X射线观测台的科学性能。编辑说明
这些由XRISM合作组提供的结果已被《日本天文学会》和《天体物理学杂志》接受发表。
预印本在以下地址提供：和 。原始发布在XRISM网站上。