在国家自然科学基金项目（批准号：11633003、12025301、11821303）等资助下，清华大学天文系冯骅教授课题组与国内外合作者发射的“极光计划”空间X射线偏振探测仪在天体辐射区域及几何方面有了新的发现。研究成果以“极光在天蝎座X-1中探测到显著的X射线偏振以及对冕几何的限制（A Significant Detection of X-ray Polarization in Sco X-1 with PolarLight and Constraints on the Corona Geometry）”为题，于1月1日发表在《天体物理快报》（The Astrophysical Journal Letters）。论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac4673。
天蝎座X-1是人类发现的第一个太阳系外X射线源，也是除了太阳之外天上最明亮的X射线源。它是一个双星系统，由恒星和中子星组成。恒星表面气体被中子星引力吸引后落向中子星表面，产生巨大的能量释放，辐射出强烈的X射线。根据能谱分析，科学家推测X射线辐射来自一个高温热冕，但热冕的位置和几何仍有争议，有两类竞争模型：一类认为冕覆盖在吸积盘表面，另一类认为冕坐落在星体表面和吸积盘之间的转换层。冯骅教授团队经过对吸积中子星“天蝎座X-1”的长期观测，利用极光探测到了显著的偏振信号，并对辐射区域位置和几何提出了严格限制，表明第二类竞争模型才是正确的物理解释。
“极光计划”是中意合作的空间项目，由清华大学牵头，是天文学科与核学科交叉的研究果。极光计划的合作单位还包括意大利INFN-Pisa（意大利国家核物理研究院）和INAF-Rome（意大利国家天体物理研究院）、中科院高能物理研究所、宁波工程学院和北方夜视，卫星由天仪研究院提供。“极光计划”已经在轨工作超过3年（2018年10月29日发射），极光计划的日常运行由研究生负责，包括操作指令的生成和上载、故障排除、数据分析和科学解释，这次实验充分说明了微纳卫星对科学探索和学生培养的双重作用。
图1 “极光计划”在轨示意图
图2 天蝎座X-1的吸积几何示意图。盘冕模型预言了偏振方向与盘平行（白色箭头），转换层冕模型预言了偏振方向与盘垂直（黑色箭头），观测结果与后者相符