銀河系內的伽馬泡泡
簡介射電、微波和X射線波段拍攝的全天圖中可以發現更早的跡象。泡泡的起因目前仍然未知,將成為未來研究的熱點。你知道從銀心方向輻射伽馬射線的巨大泡泡是什麼嗎?沒人知道。隨著費米衛星的數據在過去兩年多里
開始積累起來,銀心方向巨大而不尋常的特徵變得越來越明顯。上述全天影像的中心周圍,點綴著紅點和白點的橢圓就是兩個泡泡。銀道面水平地通過影像中心。假設泡泡從銀心發出,泡泡的尺度是巨大的,可與整個銀河系的大小相比擬,從頂部到底部覆蓋約5萬光年。在射電、微波和X射線波段拍攝的全天圖中可以發現更早的跡象。泡泡的起因目前仍然未知,將成為未來研究的熱點。發現背景
現如今,太空時代的天文學家們可以毫不費力地通過各種波長的電磁光譜來觀察宇宙的奧妙,包括從低能射電波到近似飄渺的高能量伽馬射線,這不能不說是一個奇蹟。
2008年6月份發射升空的美國航空航天局的費米太空望遠鏡並非是首次對宇宙伽馬射線進行觀測,但其裝備的“大天區望遠鏡”陸續發現了一些前所未見的輻射源,這些輻射源的位置分布在1角秒(滿月直徑的1⁄
航空航天局費米太空望遠鏡發現了源自銀河系中心的一對巨大的氣泡狀伽馬射線噴髮結構。儘管其在全天伽馬射線圖(摘要圖)中並不明顯,但去除其它輻射源之後它的啞鈴狀特徵即顯現出來(右圖)。兩個“氣泡”長度超過銀道面兩側50°的範圍,跨越從室女座到天鶴座的天區。雙泡狀物質噴流
許多星系都呈現出雙泡狀物質噴流並且伴有核心區域噴發出的能量,不過“費米氣泡”已然超越了這種
簡單的解釋。其中一個可能的原因就是,銀河系中心隱藏的超大質量黑洞產生的能量釋放或是吞噬其範圍內的大質量物質所產生的“飽嗝”。當衝擊波進入銀河系兩極區域時,激發電子並釋放出伽馬射線。儘管如此,蘇孟及其同事在剛剛發表的《天體物理學報》文章中指出,兩極物質噴發呈現出如此完美對稱或者說如此大範圍,並且近似圓形的情況是非常少見的。另一種可能性就、猜想在擁擠的星系中心近來有一次恆星所形成產生的爆發。正如NGC 3079星系中所發生的那樣,從星系中心噴發出高大的氣柱。
後記
費米“氣泡”周圍有清晰的邊界,或許剛好標示出其正在擴展的衝擊波邊緣,不過費米望遠鏡所記錄的伽馬射線光譜非常“強勁”(幾乎全部由高能輻射所構成)——這和理論學家們所期望的由星暴產生的噴流並不相同。
不過令人疑惑不解的是雙氣泡結構亮度均勻統一——其邊緣並非非常明亮(此為星暴假說的證據)或者是中心非常明亮(此為黑洞噴發假說的證據)。“所以其中肯定不止一種現象在發生。”芬克貝涅說。不論怎樣,氣泡結構肯定是在過去一千萬年內或者更近的時期形成的。
“這些假說需要我們生活在一個特別的時代,”芬克貝涅說,“我們常常喜歡假設一開始所有事情都處於一個穩定的狀態中,並且現有的東西並無任何特別之處。看到這些結構,我們要重新審視一下了。” 如果有更多的費米望遠鏡觀測結果,將會有助於弄清楚氣泡結構的準確形狀,但恐怕將不會有助於搞清楚它形成的原因。或許今後更多的突破將來自於普朗克太空望遠鏡的微波觀測,該項目目前正在進行中;抑或是來自德國尚未發射升空的太空實驗EROSITA(倫琴擴展巡天計畫成像望遠鏡陣列)。