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标题: 宽度达45000光年！银河系两侧的巨型气泡，到底是什么 [打印本页]

作者: 只想看球赛 时间: 2023-6-14 12:27
标题: 宽度达45000光年！银河系两侧的巨型气泡，到底是什么
2003年，当天文学家对银河系中央举行观测的时间，不测发现了一些奇怪的宇宙信号。他们试图使用宇宙微波背景辐射或者暗物质等机制来举行表明，但都无法到达完善。一时之间，这种秘密的“微波迷雾”成为了困扰天文学家的一大谜题。

2008年，美国宇航局的费米伽马空间望远镜发射升空，进入近地轨道，翻开了人类观测高能辐射宇宙的新篇章。
仅仅1年之后，费米望远镜就取得了重大观测成果。它对天文学家发现的银河系中央两侧的秘密微波迷雾举行了观测，发现了在银河系上方和下方分别延伸了25000光年的巨大气泡状结构，天文学家因此将其命名为费米气泡。这两个气泡在电磁波谱的最高能频段——伽马射线频段发出了豁亮的光。
费米气泡的发现，刷新了人类对银河系外形的认知。本来各人以为银河系是非常扁平的，没想到在其上方和下方还隐藏着人类未知的结构。

不仅云云，在2020年的时间，一台名为eROSITA的X射线望远镜取得了另一个发现，那就是另一对气泡。这对气泡在能量略低于伽马射线的X射线波段发出光芒，但其体型却更加巨大，到达了惊人的45000光年！要知道，通常我们所说的银河系半径，也只有50000光年左右。
对于这两个巨大气泡的形成，天文学家一直有不同的见解。最近，日本科学家Yutaka Fujita使用计算机举行模拟，找到了一种可以同时表明两对气泡形成的理论，并在最近的《皇家天文学会月报》上发表了他的最新研究成果。

多年以来，天文学家一直以为，这几个气泡和银河系中央的超大质量黑洞——人马座A*有关。不过，它们为何会在伽马射线和X射线波段开释出光芒，仍然难以确定。我们知道，人马座A*虽然质量到达了太阳的400万倍，但它非常寂静，不像其他活跃星系核那样疯狂地吞噬。
不过，既然是黑洞，附近又有麋集的星际尘埃、气体以致恒星，人马座A*偶然也会大开杀戒。当它举行吞噬的时间，势必会对周围空间产生影响，或许费米气泡和eROSITA气泡的形成就与人马座A*的吞噬过程有关。

当物质向黑洞下落的时间，它们会因为相互剧烈摩擦而产生热量和光芒。此中一部门物质会被黑洞的磁场引导并加快，终极以靠近光速的水平从黑洞的两极射出，形成等离子体喷流。这种喷流由于速度极高，因此又被称为相对论性喷流，有的时间，这样的喷流以致能在宇宙空间穿梭数百万光年之远。
除了相对论性喷流之外，黑洞周围还会形成宇宙风。带电粒子流被黑洞周围的物质甩动，抛射到宇宙空间。

别看今天的人马座A*非常寂静，但它不是一直这么沉寂的。天文学家通过详细的观测，还是能够看到它在历史上运动的迹象的，费米气泡就是此中一个遗迹。通过对这些遗迹的观测，天文学家是可以追溯银河系中央黑洞的运动历史及其方式的。
为了举行这项研究，Fujita使用了铃木X射线卫星的数据。铃木卫星是由美国宇航局和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）共同运营的观测装备，虽然它如今已经退役，但此前曾经网络了大量的X射线数据。Fujita使用关于气泡的X射线数据举行了数值模拟，实行在模型中通过黑洞进食的过程形成这些气泡。

通过本次模拟，他正确地再现了X射线结构的温度曲线。Fujita发现，黑洞周围快速移动的高能的宇宙风会撞击周围星际空间相对脆弱的气体，其产生的打击波会在等离子体之间回荡，这就会导致X射线的出现。
在论文中，Fujita指出：“我们的研究表明：X射线气体的密度、温度和打击时间曲线的组合可以成为描述能量注入机制的特性。通过比较数值模拟的效果和观测效果，我们可以证明这些气泡是由来自银河系中央的快速风产生的，因为它产生了强烈的反向打击，并重现了那里观察到的温度峰值。”

根据他的研究，最有可能的情况是：在吞噬的过程中，黑洞吹出的风以每秒1000公里（约621英里）的惊人速度抛射出去，这个事件在1000万年的时间尺度下被识别出来，并且应该是在最近一段时间才结束。
他以为，这种黑洞风和天文学家在活跃星系核中发现的外流很相似，或许是调节星系及此中央的超大质量黑洞生长的关键机制。它在向外传播的过程中，大量的带电粒子和周围的星际介质相互碰撞，这个过程中产生的打击波被反弹回气泡之中。这种反复的震荡会导致气泡内的物质升温，从而发光。

他还研究了来自银河系中央的单一爆发性事件的可能性，发现这种情况下无法形成费米气泡。这也进一步表明，来自银河系中央的缓慢、稳固的宇宙风是这些气泡结构的最有可能的产生原因。并且他信赖，这种宇宙风只能来自人马座A*，而不是另一个组成部门——银河系内的恒星风。

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