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银河中心发现两道 X 射线烟囱,可能催生出费米气泡

2024-11-03 205

我们知道银河系中心被上下两个巨大气泡夹住,科学家推测可能是高能宇宙射线的起源地。最近一项新研究再发现,气泡中各有一道自银河核心延伸出来的“烟囱”,或许就是形成宇宙气泡的结构。

银河系中心坐着一个超大质量黑洞人马座 A*(Sagittarius A*,简写 Sgr A*),质量比太阳大 400 万倍,当它吞噬物质时会同时释放能量,可能由吸积盘喷出相对论性喷流。

现在,来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)、意大利国家天文物理研究所(INAF)等机构组成的国际天文团队发现,在银河系中心上下各有一道强烈的 X 射线等离子体结构喷薄而出,一个向北上升,另一个向南流动,延伸距离都长达数百光年,由于这两个通道似乎在将银河中心泄露的物质、能量吸到星系之外,研究团队故将这两道结构称为“银心烟囱”。

研究刚开始时,研究人员原本是想了解星系能量外流的情况。所有星系都是恒星工厂,只是生产力有高有低,而限制恒星生产速度的其中一个机制,就跟星系中心超大质量黑洞的能量涌动有关。

因此研究团队利用欧洲太空总署的 XMM-牛顿卫星往银河中心方向探测宇宙 X 射线,绘制出极热气体发出的 X 射线地图。

然而在收集图像过程中,研究人员发现了两束 X 射线从银河系中心往外伸展,起源地距离超大质量黑洞约 160 光年,长度横跨 500 光年,而这两道烟囱结构又连接着费米气泡(Fermi bubbles)。

▲ 费米气泡示意图。(Source:NASA)

费米气泡于 2010 年被费米伽玛射线太空望远镜发现,是一对上下夹住银河系核心的巨大宇宙气泡,内部充满高速粒子,从银河系中心往外延伸 25 万光年远。过去,科学家怀疑气泡是伽马射线、宇宙高能射线的起源地,然而产生伽马射线需要高能粒子,而粒子的能量来源一直是个谜,有些天文学家指出,费米气泡可能来自超大质量黑洞喷发的物质,或来自星爆冲击波所推动的大量气体。

现在无论上述哪种解释,新研究都表明,宇宙烟囱似乎就是将银河核心能量汇集到气泡中的关键途径。

随着天文学家进一步研究宇宙烟囱,或许能找出费米气泡更精确的起源,新研究主要作者、意大利国家天文物理研究所(INAF)研究人员 Gabriele Ponti 说,接下来他们准备检查烟囱口是对准超大质量黑洞,亦或来自恒星群。新论文发表在《自然》(Nature)期刊。

  • X-ray ‘chimneys’ connect the Milky Way to mysterious gamma-ray bubbles
  • These Two Cosmic ‘Chimneys’ Could Be Fueling the Galaxy-Sized Bubbles Looming Over the Milky Way
  • Giant X-ray ‘chimneys’ are exhaust vents for vast energies produced at Milky Way’s center

(首图来源:加州大学洛杉矶分校)

延伸阅读:

  • 星系核心上下的巨大气泡,可能是神秘宇宙射线起源地
2019-03-21 20:31:00

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