美國國家航空暨太空總署（NASA）的費米伽馬射線太空望遠鏡用14 年的數據製作了一部令人驚嘆的全天空延時電影，捕捉了動態的宇宙。影片重點介紹了太陽的運行軌跡、銀河系的伽馬射線光芒以及被稱為”類星體”的遙遠星系。影片揭示了宇宙的美麗與複雜，展示了銀河系內外的高能量事件，包括超大質量黑洞的爆發。

美國國家航空暨太空總署的費米太空望遠鏡（Fermi Space Telescope）展示了一部記錄時間長達14年的延時電影，透過伽馬射線成像揭示了動態宇宙。影片重點介紹了銀河系的伽馬射線光芒、太陽耀斑以及由黑洞驅動的遙遠星系。根據14 年來所獲得的數據製作的全天空延時電影中，宇宙栩栩如生，在銀河系內外高能源的襯托下，我們的太陽偶爾閃耀出耀眼的光芒，寧靜地在天空中劃過一道軌跡。

位於加州門洛帕克的SLAC 國家加速器實驗室的資深科學家塞斯-迪格爾（Seth Digel）說：”銀河係明亮而穩定的伽馬射線光輝中夾雜著由遙遠星系核心的超大質量黑洞驅動的近光速噴流的強烈爆發，持續時間長達數天。這些戲劇性的爆發可能出現在天空的任何地方，發生在數百萬到數十億年前，在我們觀察的時候，它們的光線剛好到達費米。”

從太陽耀斑到黑洞噴流： 美國國家航空暨太空總署的費米伽馬射線太空望遠鏡團隊為動態高能量天空製作了獨特的縮時攝影。費米計畫副科學家朱迪-拉庫森（Judy Racusin）為影片解說，影片將14年的伽瑪射線觀測壓縮到6分鐘。資料來源：NASA 戈達德太空飛行中心和NASA/DOE/LAT 合作組織

伽馬射線是能量最高的光。影片顯示了費米大面積望遠鏡（LAT）在2008 年8 月至2022 年8 月期間探測到的能量超過2 億電子伏特的伽馬射線的強度。作為對比，可見光的能量在2 到3 電子伏特之間。更亮的顏色標誌著更強的伽馬射線源的位置。

在電影中，首先映入眼簾的是一個穩定地在螢幕上劃出弧線的光源。費米計畫副科學家朱迪-拉庫辛說：”這就是我們的太陽，它的表面運動反映了地球每年圍繞太陽的軌道運動。”

費米伽瑪射線太空望遠鏡在軌道上的藝術構想圖。資料來源：美國國家航空暨太空總署

在大多數情況下，大面積太空望遠鏡能微弱地探測到太陽，這是由於被稱為宇宙射線的加速粒子–接近光速的原子核的撞擊造成的。當它們撞擊太陽的氣體甚至它發出的光時，就會產生伽馬射線。不過，有時太陽會突然變亮，爆發出被稱為太陽耀斑的強大能量，使我們的恆星短暫地成為天空中最亮的伽馬射線源之一。

影片以兩種不同的視角展示了天空。矩形視圖顯示的是以銀河系中心為中心的整個天空。這突顯了銀河系的中心平面，銀河系發出的伽馬射線是宇宙射線撞擊星際氣體和星光產生的。此外，銀河中還分佈著許多其他來源，包括中子星和超新星殘骸。在這個中心帶的上方和下方，我們看到的是銀河系之外更廣闊的宇宙，到處都是明亮的、快速變化的光源。

其中大部分實際上是遙遠的星系，從以銀河系南​​北兩極為中心​​的不同視角可以更好地觀察它們。這些星系中的每一個都被稱為”類星體”（blazars），它們的中央都有一個質量相當於一百萬個或更多太陽的黑洞。

不知何故，這些黑洞會產生移動速度極快的物質噴流，而我們幾乎可以直接從這些噴流中的一個看下去，這樣的視角增強了它們的亮度和變異性。”這告訴我們，噴流發生了一些變化，”拉庫辛說。”我們經常觀察這些天體源，並在發生有趣的事情時提醒太空和地面上的其他望遠鏡。我們必須在這些耀斑消失之前迅速捕捉到它們，我們能收集到的觀測數據越多，就越能更好地理解這些事件。”

費米在不斷擴大的任務網絡中發揮關鍵作用，這些任務共同捕捉宇宙中正在發生的這些變化。

其中許多星係都非常遙遠。例如，一顆名為4C +21.35 的耀斑發出的光已經傳播了46 億年，這意味著我們今天看到的耀斑實際上發生在太陽和太陽系開始形成的時候。其他亮熾星的距離是它的兩倍多，它們共同提供了整個宇宙時間內黑洞活動的驚人快照。

在縮時攝影中看不到費米研究的許多短時事件，如伽馬射線暴，最強大的宇宙爆炸。這是透過處理數天的資料來銳化影像的結果。

費米伽馬射線太空望遠鏡是由戈達德管理的天文物理學和粒子物理學合作計畫。費米望遠鏡是與美國能源部合作開發的，法國、德國、義大利、日本、瑞典和美國的學術機構和合作夥伴也做出了重要貢獻。

編譯來源：ScitechDaily