2015.1.5:當我們?nèi)祟惖淖钤缱嫦葎倓倳绷⑿凶叩臅r候,在銀河系的核心發(fā)生了一次劇烈的爆發(fā),,氣體和其他噴出物以900千米/秒(200萬英里/時)以上的高速拋向太空,。大約200萬年后的現(xiàn)在,天文學家目擊了爆發(fā)的余輝——延伸到銀河系盤面上下約3萬光年的瓣狀氣體云,。
本文觀測效應的示意圖,,光譜圖中的紅色代表紅移。大圖:3.4MB,,版權(quán):NASA,,ESA,研究者團隊,,下同,。
這個龐大的結(jié)構(gòu),,大約5年前在銀河系核心方向通過γ射線探測發(fā)現(xiàn),。后續(xù)的X線和射電波段觀測都證實了泡狀特征。但是天文學家還需要借助美國宇航局(NASA)和歐洲空間局(ESA)合作的哈勃太空望遠鏡(HST),,以首次測量這個神秘氣泡的速度和組成,。他們現(xiàn)在爭取分析出被吹離星系的物質(zhì)質(zhì)量,這將讓他們從多個互相競爭的方案中確定爆發(fā)的(正確)起因,。
天文學家提出提出了雙極泡的兩種可能的起源:位于銀河系核心的星暴現(xiàn)象或者是核心超級黑洞驅(qū)動的噴發(fā)(類似活動星系核的現(xiàn)象),。雖然天文學家早已看到過由帶電粒子流組成的氣體風,但它們都源自(遙遠的)河外星系,,而現(xiàn)在,,他們擁有了獨特的、近在眼前的,、我們自己星系的爆發(fā)數(shù)據(jù),。
研究團隊領(lǐng)隊、馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科研所(STScI)的安德魯·??怂梗ˋndrew
Fox)解釋道:“當你觀測河外星系時,,因為距離過于遙遠,核心外向流顯得很小,。但在銀河系中,,外流云泡離我們僅有2.5萬光年。我們現(xiàn)在坐在最前排,,能詳細研究那些結(jié)構(gòu),。我們能測量它有多大、覆蓋了多大的太空,?!?br> ??怂梗‵ox)團隊的研究報告將發(fā)表在《天體物理學通訊期刊》上,并在華盛頓州西雅圖市召開的第225期全美天文學大會上公布,。
PDF插圖,,整個外向流在天空的大小比例,以及測定所用的類星體編號,。
這個龐大的結(jié)構(gòu),,被稱為費米泡,最初由費米(Fermi)γ射線空間望遠鏡發(fā)現(xiàn),。探測到高能γ射線意味著星系核區(qū)域產(chǎn)生了拋射高速氣體的暴力事件,。為獲得更多的信息,F(xiàn)ox團隊借助哈勃太空望遠鏡的宇宙起源光譜儀(COS),,觀測位于北側(cè)氣泡后方的一顆遙遠類星體,。類星體的紫外輻射透過氣泡,產(chǎn)生的吸收線就攜帶了氣泡中物質(zhì)的速度,、化學組成和溫度等信息,,而紫外光譜只有COS能夠獲得(地球上因大氣原因,不能獲得中遠紫外線光譜,;太空中現(xiàn)在只有哈勃望遠鏡安裝了紫外探測儀,,譯注)。
Fox團隊的測量發(fā)現(xiàn),,靠近地球一側(cè)的氣體朝向地球運動,,而遠離我們那側(cè)也離我們遠去。COS的光譜分析表明,,氣體脫離星系核心的速度超過900km/s(遠超銀河系的脫離速度),。
報告合作者、同在STScI的Rongmon
Bordoloi繼續(xù)解說:“這正是我們想要的精確信息,,假如它是雙極外向流的話,。這是我們獲得的離我們最近的信息,讓我們了解星系核心如何驅(qū)動外向流的氣泡并激發(fā)它,?!?br> COS還首次測量了被驅(qū)逐到氣泡中的物質(zhì)組成。COS發(fā)現(xiàn)了硅Si,、碳C和鋁Al的特征譜線,,說明氣體中富含必須在恒星內(nèi)部產(chǎn)生的重元素,表示它是恒星誕生區(qū)的化石遺跡,。
COS還測量了氣體的溫度,,大約為9700℃(研究報告表述的是約1萬K,K是熱力學絕對溫標,兩者差273.15,。譯注),,遠遠低于通常意義的超熱等離子體(約為10萬)。Fox接著說:“我們探測到了冷氣體,,可能它們是被熱氣體帶出的星際氣體,。”
這是對20個發(fā)出的光經(jīng)過或者恰好未經(jīng)過費米泡的遙遠類星體巡天的第一份報告——它們是研究此“氣球”的探針,。對完整樣本的分析將告訴我們多少質(zhì)量被拋出了,。天文學家接著就能將它與其他各處暴力噴發(fā)(活動星系核等)產(chǎn)生的氣泡進行比較,從而確定需要多少能量以驅(qū)動爆發(fā),,也許還能知道爆發(fā)事件的起源,。
一種可能是:在銀河系核心附近的狂暴的恒星形成活動產(chǎn)生了大量的超新星爆發(fā),驅(qū)使氣體外流,。另一種可能是一顆或一群恒星落入了中央的超大質(zhì)量黑洞產(chǎn)生的爆發(fā),;這時,加熱到極高溫的等離子體被噴到太空深處,。因為與我們的星系相比,,氣泡的壽命很短,因此它可能在銀河系歷史上是一個間歇性的反復現(xiàn)象,。無論它的觸發(fā)機制是什么,,很可能它的重現(xiàn)僅發(fā)生在超級黑洞吞噬高濃度物質(zhì)的時候。
Fox繼續(xù)說:“外向流看起來就像打嗝一樣,,一旦氣體鼓脹就反復噴出物質(zhì),而我們只看到了最后一次,。通過研究我們項目中其他類星體的光,,我們可能探測到此前噴發(fā)的遺存?!?br> 星系風在恒星誕生區(qū)普遍存在,,比如著名的爆發(fā)星系M82,其核心區(qū)正在狂暴地形成恒星,。Fox總結(jié)說:“看起來恒星誕生區(qū)與外向流的發(fā)生存在關(guān)系,。雖然銀河系當前一般以1~2顆穩(wěn)健速度形成恒星,但在核心區(qū)恒星誕生的強度較高,?!?/p>
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