集 20 年 X 射線觀測數據大成,新圖片顯出銀河系暴力中心景象

作者 | 發布日期 2021 年 06 月 01 日 18:24 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


銀河中心是一個充滿活力的系統,數以億計的恆星、小黑洞等將那裡擠成彷彿水洩不通的市中心。最近 NASA 釋出一張結合錢卓拉 X 射線天文台(Chandra X-ray Observatory)過去 20 年來 370 次觀測的合成照片,可以看到銀河系中心令人驚嘆的活力。

錢卓拉 X 射線天文台是一顆於 1999 年發射的 X 射線天文衛星(因為 X 射線會被地球大氣層吸收,因此必須從外太空觀測),專門設計用來探測宇宙中極熱區域的 X 射線發射,比如爆炸的恆星、星系團、黑洞周遭物質等,運行在一條橢圓軌道上,近地點約 1 萬公里,遠地點則約 14 萬公里,軌道週期 64 小時,至今仍在軌運行中,由史密松天體物理台負責操控。

這 20 多年來,錢卓拉 X 射線天文台也拍下不少東西取得大量研究成果,對 21 世紀天體物理學帶來革命性影響,比如發現伽瑪射線暴 GRB 991216 中的 X 射線發射、觀測到銀河系中心超大質量黑洞人馬座 A 的 X 射線輻射、物質從原恆星盤落入恆星時發出的X射線、以直接證據表明宇宙暗物質是正常物質的 6 倍等。

而由麻薩諸塞大學阿默斯特分校天文學家 Daniel Wang 領導的團隊,現在以前所未有的清晰細節向我們展現了銀河系中心活動有多「暴力」。

從新照片可以看到,超大質量黑洞位於中間的亮紫白色團塊,而錢卓拉 X 射線天文台觀察到不同能量的 X 射線分別以橙色、綠色、藍色和紫色表現,另外還有來自南非 MeerKAT 電波望遠鏡的無線電數據以淡紫色、灰色顯示,以彌補一些空白地帶。

▲ 集 20 年錢卓拉 X 射線天文台數據大成的銀河中心 X 射線圖像。

由於與磁場相互作用,氣體絲形成了這些複雜結構,當太陽發出帶電粒子並與地球大氣相互作用時,我們也可以在地球上看到類似效果,只不過在銀河系中心,驅動太空天氣的不僅是單顆恆星,而是由數十億顆恆星與更戲劇性事件(如超新星爆炸)驅動。每個 X 射線點或特徵都代表一個能量源,這次團隊還記錄了一條名為 G0.17-0.41 的特殊 X 射線,暗示存在一種以前未知的星際機制,可能控制著能量流並影響銀河系演化。

▲ G0.17-0.41  X 射線細部圖。

這些新圖像也替未來研究指明了方向,比如銀河系中心流出的總能量多少?如何產生與船輸?它如何調節銀河系這個生態系統?新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

(圖片來源:錢卓拉 X 射線天文台