銀河中心發現兩道 X 射線煙囪,可能催生出費米氣泡

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 21 日 12:53 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly

我們知道銀河系中心被上下兩個巨大氣泡夾住,科學家推測可能是高能宇宙射線的起源地。最近一項新研究再發現,氣泡中各有一道自銀河核心延伸出來的「煙囪」,或許就是形成宇宙氣泡的結構。



銀河系中心坐著一個超大質量黑洞人馬座 A*(Sagittarius A*,簡寫 Sgr A*),質量比太陽大 400 萬倍,當它吞噬物質時會同時釋放能量,可能由吸積盤噴出相對論性噴流。

現在,來自加州大學洛杉磯分校(UCLA)、義大利國家天文物理研究所(INAF)等機構組成的國際天文團隊發現,在銀河系中心上下各有一道強烈的 X 射線等離子體結構噴薄而出,一個向北上升,另一個向南流動,延伸距離都長達數百光年,由於這兩個通道似乎在將銀河中心洩露的物質、能量吸到星系之外,研究團隊故將這兩道結構稱為「銀心煙囪」。

研究剛開始時,研究人員原本是想了解星系能量外流的情況。所有星系都是恆星工廠,只是生產力有高有低,而限制恆星生產速度的其中一個機制,就跟星系中心超大質量黑洞的能量湧動有關。

因此研究團隊利用歐洲太空總署的 XMM-牛頓衛星往銀河中心方向探測宇宙 X 射線,繪製出極熱氣體發出的 X 射線地圖。

然而在收集圖像過程中,研究人員發現了兩束 X 射線從銀河系中心往外伸展,起源地距離超大質量黑洞約 160 光年,長度橫跨 500 光年,而這兩道煙囪結構又連接著費米氣泡(Fermi bubbles)。

▲ 費米氣泡示意圖。(Source:NASA

費米氣泡於 2010 年被費米伽瑪射線太空望遠鏡發現,是一對上下夾住銀河系核心的巨大宇宙氣泡,內部充滿高速粒子,從銀河系中心往外延伸 25 萬光年遠。過去,科學家懷疑氣泡是伽馬射線、宇宙高能射線的起源地,然而產生伽馬射線需要高能粒子,而粒子的能量來源一直是個謎,有些天文學家指出,費米氣泡可能來自超大質量黑洞噴發的物質,或來自星爆衝擊波所推動的大量氣體。

現在無論上述哪種解釋,新研究都表明,宇宙煙囪似乎就是將銀河核心能量匯集到氣泡中的關鍵途徑。

隨著天文學家進一步研究宇宙煙囪,或許能找出費米氣泡更精確的起源,新研究主要作者、義大利國家天文物理研究所(INAF)研究人員 Gabriele Ponti 說,接下來他們準備檢查煙囪口是對準超大質量黑洞,亦或來自恆星群。新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:加州大學洛杉磯分校

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