NASA 費米伽瑪射線太空望遠鏡發現宇宙中最亮的光

您知道天空中一些最亮的光源來自星系中心黑洞周圍的區域嗎？這聽起來有點矛盾，但這是真的！在我們看來，它們可能並不明亮，但太空望遠鏡已經在宇宙中發現了大量這樣的天體。

NASA的費米伽瑪射線太空望遠鏡（Fermi Gamma-ray Space Telescope）自 2008年發射以來，就已經發現了數千個這樣的星系，但實際數量還不只這些。

（Source：NASA）

在此動畫中觀看宇宙伽瑪射線煙火秀，使用來自 NASA 費米伽瑪射線太空望遠鏡上的大面積望遠鏡（LAT）的數據，每個天體以粉紅色圓圈表示，在變亮時圓圈增大，變暗時圓圈縮小。黃色圓圈代表太陽的軌跡。該動畫顯示部分的伽瑪射線記錄，這些來源中超過90%是一種稱為 blazar 的星系，由超大質量黑洞的活動提供動力。

由於黑洞的巨大重力，以至於任何東西，包括光和粒子等都無法逃脫，大多數星系的中心都有超大質量黑洞，質量可達數十萬到數十億倍太陽質量。在活躍星系核（簡稱 AGN）中，中心區域充滿了不斷向黑洞墜落的氣體和塵埃，隨著氣體和塵埃的下落，它們開始旋轉並形成一個圓形吸積盤，由於落入吸積盤物質之間摩擦力的作用，吸積盤盤開始升溫。

▲ 這張活躍星系 Markarian 573 的合成視圖結合了來自 NASA 錢德拉X射線太空望遠鏡的X射線數據（藍色）和來自新墨西哥州 Karl G. Jansky 甚大陣列的電波觀測（紫色）以及來自哈伯太空望遠鏡的可見光圖像（金色）。Markarian 573 是一個活躍星系，有兩個發射瓣從其中心的超大質量黑洞中延伸出去。（Source：NASA，下同）

吸積盤的熱量以光的形式發射，不僅有可見光，還有無線電波、X射線和伽瑪射線等，我們需要特殊的望遠鏡來觀察它們。

▲ 在一個活躍星系的中心，落向超大質量黑洞的物質會產生接近光速的粒子噴流，如這位藝術家所示。

大約有十分之一的AGN發射出高能粒子噴流，這些粒子的傳播速度幾乎與光一樣快。科學家們正在研究這些噴流，試圖了解黑洞是以何種方式提供這些粒子所需的能量。

藝術家展示了大約 5 億光年外的活躍星系 TXS 0128+554 的兩張圖。左圖：星系的中心噴流看起來就像我們以相同的角度觀察它們一樣。這個黑洞嵌入了塵埃和氣體的盤中，發射出一對以接近光速飛行的粒子噴流。科學家們認為，費米伽瑪射線太空望遠鏡探測到的伽瑪射線（粉紅色）來自這些噴流的底部。當噴流與星系周圍的物質碰撞時，它們會形成在無線電波長（橙色）上看到的相同波瓣。噴流經歷了兩次不同的活動，這在波瓣和黑洞之間產生了間隙。右圖：顯示星系的實際指向，它的噴流從我們的視線中傾斜了大約 50 度。

我們區分 AGN 的類型取決於從我們觀看它們的角度。例如，在射電星系中，我們看到噴流的側面，因為它們正在將大量能量發射到太空中。有一種稱為 blazars 的 AGN，它的噴流幾乎直接指向地球，這使得這類型 AGN 特別亮。