銀河氣泡:天文學家觀察到銀河系神秘結構意想不到的複雜性
天文學家揭示了關於遠在銀河系中心上方和下方的巨大高能氣體氣泡特性的新證據。在最近發表在《自然天文學》上的一項研究中,由俄亥俄州立大學的科學家領導的一個團隊能夠證明這一點,這些結構的外殼在被eRosita X 射線望遠鏡發現後被稱為“eRosita 氣泡”。
歐洲航天局蓋亞太空天文台拍攝的銀河系圖像的疊加,以及eRosita 和費米氣泡模擬的可視化。發表在《自然天文學》上的一項新研究進一步深入了解了eRosita 氣泡的特性,eRosita 氣泡是在銀河系中心上方和下方延伸的高能氣體的巨大結構。圖片來源:ESA/Gaia/DPAC
儘管eRosita 氣泡在形狀上與費米氣泡有著驚人的相似之處,但它們比同類氣泡更大、更有活力。該研究的第一作者Anjali Gupta 說,由於它們的大小和位置而被稱為“銀河氣泡”,它們為研究恆星形成歷史以及揭示銀河系如何形成的新線索提供了一個令人興奮的切入點。俄亥俄州立大學前博士後研究員,現為哥倫布州立社區學院天文學教授。
這些氣泡存在於星系周圍的氣體中,這個區域被稱為環星系介質。
Gupta說:“我們的目標實際上是更多地了解環星系介質,這是一個對了解我們的星系如何形成和演化非常重要的地方。研究的很多區域恰好位於氣泡區域,所以我們想觀察氣泡與遠離氣泡的區域相比有何不同。”
之前的研究假設這些氣泡是在氣體從星係向外吹出時被氣體衝擊加熱的,但這篇論文的主要發現表明氣泡內氣體的溫度與氣泡外區域的溫度沒有顯著差異。
“我們驚訝地發現氣泡區域和氣泡區域外的溫度是一樣的,”Gupta說。此外,該研究表明,這些氣泡之所以如此明亮,是因為它們充滿了密度極高的氣體,而不是因為它們的溫度比周圍環境高。
Gupta 和該研究的共同作者、俄亥俄州立大學天文學教授Smita Mathur 使用朱雀衛星的觀測結果進行了分析,朱雀衛星是NASA 與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA) 的一項合作任務。
通過分析2005 年至2014 年間進行的230 次檔案觀測,研究人員能夠描述銀河氣泡以及它們周圍的其他熱氣體的漫射——來自極低密度氣體的電磁輻射。
Mathur說,雖然這些氣泡的起源在科學文獻中一直存在爭議,但這項研究是第一個開始解決它的研究。由於該團隊在殼中發現了大量的非太陽氖氧和鎂氧比,他們的結果強烈表明銀河泡最初是由核恆星形成活動或大質量恆星和其他類型的能量注入形成的天體物理現象,而不是通過超大質量黑洞的活動。
“我們的數據支持這樣一種理論,即這些氣泡很可能是由於銀河系中心強烈的恆星形成活動而形成的,而不是銀河系中心發生的黑洞活動,”Mathur說。為了進一步研究他們的發現可能對天文學的其他方面產生的影響,該團隊希望使用來自其他即將進行的太空任務的新數據來繼續表徵這些氣泡的特性,並研究新的方法來分析他們已有的數據 .