理化学研究所（理研）と広島大学らは，銀河系内にあるブラックホールと恒星の連星系「はくちょう座X-1」の観測から，ブラックホール近傍から放射されるX線がわずかに偏光していることを発見し，ブラックホール近傍にある高温のプラズマ（コロナ）の位置と形状を明らかにした（ニュースリリース）。
ブラックホールと恒星が互いの周りを回っている連星系（ブラックホール連星系）では，恒星から放出される物質がブラックホールの強い重力に引き寄せられて，ブラックホールの周りに100万℃程度の高温のプラズマから成る薄い「円盤」が形成され，円盤は強いX線を放射する。
さらに高エネルギーX線の観測から，「コロナ」と呼ばれる約10億℃に達する高温プラズマの存在も示唆されている。しかし，コロナがどのような形状で，ブラックホール近傍のどこに位置しているのかは，これまでのX線望遠鏡では分離して観測することができなかった。
X線は波長の短い電磁波であり，電磁波は電場と磁場が交互に振動して空間を伝わる。それぞれのX線の電場はある方向を向いているが，多数のX線の電場が特定の同じ方向を向いている場合は「直線的に偏光している」と表現する。このような偏光はX線が物質を通過し，ある確率で反射するときに生じることから，偏光の強さを測定すると，観測者から見たX線の放射源と反射物質の位置関係が分かる。
研究グループはX線偏光観測に特化した望遠鏡を搭載したIXPE衛星を用いて，X線で最も明るく輝く天体の一つであるブラックホール連星系「はくちょう座X-1」を2022年5月15日から21日まで観測した。
ブラックホール連星系は，その状態が観測時期によって変化することが知られている。測定されたX線スペクトルから，今回観測したはくちょう座X-1はコロナから放射されたX線で明るく輝いている状態にあることが判明した。
従って，この時期のX線偏光を測定することで，X線放射源であるコロナと，それを反射する物質である円盤との位置関係が分かる。データ解析の結果，X線はわずかに偏光しており，その方向はブラックホールからの「ジェット」と呼ばれるプラズマ噴出流の方向（円盤の垂直方向）とそろっていることが明らかになった。
このX線偏光の強さから，コロナはジェット方向には存在せず，円盤の両面を覆っているか，もしくは円盤の内縁とブラックホールとの間に位置していると考えられるという。今回と同様の手法は，中性子星と恒星などのブラックホール以外の連星系にも応用できることから研究グループは，さらなる発見が期待できるとしている。
