巨大的费米气泡只有在伽马射线波段下才能看到,它们究竟来自哪里?巨大的费米气泡只有在伽马射线波段下才能看到,它们究竟来自哪里?

  新浪科技讯 北京时间5月29日消息,据国外媒体报道,银河系中心就像是一个由相互连接的隐形结构组成的“拼图”。只有在无线电波长下,我们才能看到的喷涌而出的能量轨迹,沙漏形状的X射线结构,以及高耸于一切之上的神秘结构——“费米气泡”。一项新研究表明,费米气泡与银河系中心双圆锥形X射线外流可能在本质上是同一现象。

  十年前,费米伽马射线太空望远镜发现了银河系中心有一堆对称的气泡状结构,这就是费米气泡,其起源一直是困扰科学家的谜题。费米气泡是两个由气体、尘埃和宇宙射线组成的巨大椭球形结构,在银河系中心就像一对巨大的飞蛾翅膀,分居银河系中心超大质量黑洞的两侧。费米气泡两端的距离约为5万光年(相当于银河系直径的一半),但只有在高能伽马射线波段中才能看到。

  它们来自哪里?没有人知道确切答案。不过,5月14日发表在《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)上的一项研究认为,这些气泡,以及围绕银河系中心的神秘X射线和无线电结构,都与大约600万年前开始的一系列黑洞活动有关。

图中显示了费米气泡(红色)与银河系中心沙漏状X射线结构(黑色)重叠的地方。一项新研究称,这两个结构的边缘似乎完全重合  图中显示了费米气泡(红色)与银河系中心沙漏状X射线结构(黑色)重叠的地方。一项新研究称,这两个结构的边缘似乎完全重合

  中国上海天文台的研究人员通过多次计算机模拟表明,费米气泡及附近的X射线结构可能是由从银河系中心黑洞(又称人马座A *或Sgr A*)喷发出的巨大冲击波所形成的。当黑洞突然释放出两股巨大的离子化物质喷流,以接近光速的速度向远离银河系中心的相反方向飞行时,这种冲击波可能就开始了。天文学家此前也曾观察到有大型黑洞的星系爆发出这样的喷流,但他们并不确定发生这一现象的原因。

  研究人员写道,如果喷流足够宽、强度足够大,那它们就可能产生两股激波,穿透银河系中心两侧的热气体。在激波压缩和加热气体的地方,就形成了沙漏状的X射线结构;激波的边缘则向两个方向延伸数千光年,形成了费米气泡。研究小组写道,整个过程可能持续了大约100万年。

  “当喷流冲击到周围的光环气体时,就会产生正向激波,”研究人员在论文中写道,“100万年后,喷流停止了……(500万年)之后,气泡膨胀到目前的大小。”在这个新模型中,超大质量黑洞人马座人马座A *在费米气泡总共吸积了大约100倍太阳质量的物质,释放了相当于20000个超新星爆发释放的总能量。

  研究人员表示,正向激波假说解释了银河系中心的几个特征,包括费米气泡的极高温度,以及气泡的底部边缘与X射线结构的完美重合。他们还指出,如果在这次事件后几百万年里又发生了一次类似但强度较低的激波事件,就可以解释最近在银河系中心观测到的较小的、气泡状的无线电结构。换言之,银河系中心这三块巨大的、看不见的“拼图碎片”可能比科学家们之前认为的联系更紧密。(任天)


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