源自银心巨型“烟囱”的X射线

[ 录入者:Melipal | 时间:2019-04-30 22:01:41 | 作者:Melipal 译 | 来源:ESA | 浏览:637次 ]

原文标题:Giant ‘chimneys’ vent X-rays from Milky Way’s core

原文来自:ESA   Posted: 2019. 3. 20

编译:Melipal   审校:linq

通过巡视银河系的中心区域,ESA的XMM-牛顿望远镜发现了两座巨型“烟囱”,它们将物质从银心特大质量黑洞的近邻导向两个巨型宇宙泡体之中。

银河烟囱与费米泡。图片版权:ESA/XMM-Newton/G. Ponti et al. 2019; ESA/Gaia/DPAC (银河图像), CC BY-SA 3.0 IGO

这对巨型的泡体于2010年由NASA的费米伽玛射线空间望远镜发现,其中一个从银盘向上延伸,另一个向下扩展,形成了一个类似巨型沙漏的结构,尺度约为5万光年——这差不多相当于整个银河系直径的一半。它们可以被视作是源自银河系中心区域的巨型物质“嗝”,而银心正是银河系的中央黑洞——人马A*的所在。 

现在,XMM-牛顿望远镜发现了一对能够发出X射线的高温物质管道,它们从人马A*向外流出,最终将黑洞近邻同费米泡联系到了一起。

来自德国加尔兴(Garching)马普地外物理所以及意大利国家天体物理学研究所的研究论文第一作者加布里埃莱·蓬蒂(Gabriele Ponti)说:“我们知道,随着时间的推移,发自星系的外流物和物质/能量风在塑造、改变星系形态的过程中至关重要——它们是整个宇宙中星系以及其他结构形成和演化的关键。

“幸运的是,我们的银河系为我们提供了一座邻近的实验室,让我们得以详尽研究这一过程,并探索物质是如何流至我们周边的空间的。我们使用XMM-牛顿望远镜在2016到2018年间采集的数据,绘制出了迄今最为全面的银心X射线图。”

这张X射线图揭示出了过热气体组成的长长通道,每条通道都延伸了数百光年之远,在银盘的上下流动。

科学家认为,这些结构的作用就好像是一组排气管,能量和物质经由此从银河系的中心区域被输送到了费米泡的底部,并为泡体补充了新物质。

XMM-牛顿获取的影像。图片版权:ESA/XMM-Newton/G. Ponti et al. 2019, Nature

这一发现澄清了过往和当代的银心活动同周围更大结构之间的关联。

外流物可能是来自我们星系过往的遗迹,当时星系活动更加普遍强烈。抑或它可能能够证实,哪怕像银河系这样特大质量黑洞相对安静,且恒星形成活动水平中等的“宁静”星系也能产生庞大的高能物质外流活动。

来自美国加州大学洛杉矶分校的合作者马克·莫里斯(Mark Morris)说:“银河系被认为是标准旋涡星系的某种原型。

“在某种意义上,这一发现为宇宙中所有典型的旋涡星系(及其成员物质)的行为带来了线索”

来自银心的外流物。图片版权:ESA/XMM-Newton/G. Ponti et al. 2019; ESA/Gaia/DPAC (银河图像), CC BY-SA 3.0 IGO

然从宇宙星系活动的尺度来看,银河系被视作宁静星系,先前XMM-牛顿的数据已经揭示出,我们银河系的中心仍然是非常混乱而混沌的。濒死的恒星发生着猛烈的爆发,将组成它们的物质抛向宇宙空间;双星彼此绕转;而质量相当于太阳400万倍的黑洞——人马A*等待着吞噬内流的物质,并随后在吞噬过程中喷出辐射和高能粒子。

ESA的雅典娜(高能天体物理学先进望远镜,预计于2031年发射)等即将上马的X射线望远镜将深入探索宇宙各星系中像人马A*这样以及质量更大的宇宙巨兽。ESA另一项未来的任务——LISA(太空激光干涉仪)将搜寻由遥远并合星系核心特大质量黑洞并合过程释放的引力波信号。

同时,科学家正在忙于使用XMM-牛顿等现有的卫星考察这些黑洞的情况。

蓬蒂补充道:“我们还可以使用XMM-牛顿开展很多工作——这架望远镜可以扫描银心大得多的区域,这将帮助我们测绘环绕在银河系周围的泡状结构和热气体,以及它们同银河系其他部分之间的联系,并有望澄清所有这一起之间的关联。

“当然,我们还期待着雅典娜卫星以及它即将带来的突破。”

XMM-牛顿卫星。图片版权:ESA-C. Carreau

雅典娜将同时具备超高分辨率的X射线分光能力以及优异的宽视场成像本领,让科学家得以前无古人地探索宇宙中高温气体的本质和运动情况。

ESA的XMM-牛顿任务科学家诺伯特·沙特尔(Norbert Schartel)说:“XMM-牛顿突出的结果为我们提供了空前的影像,让我们得以了解银心发生的过程,并带给了我们整个银心区域最详尽的X射线图。

“在即将上马新任务的背景下,这一点尤其激动人心。XMM-牛顿正在为新一代X射线望远镜铺路,为这些强有力的卫星作出有关宇宙的大量新发现开启了众多可能性。”

(全文完)

Tags:银心 费米泡

责任编辑:Melipal

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