科學家將超新星與銀河外層氣體層的加熱連結起來
科學家可能已經發現了最近在銀河系周圍探測到的超高溫氣體的神秘加熱和維持源–這一現象直到現在還讓天文學家們百思不得其解。我們銀河系中的氣體比恆星還多。 這些龐大的氣體儲備是恆星形成的主要燃料,使這一過程能夠持續數十億年。 然而,這些氣體是如此彌散,以至於天文學家要直接觀測或精確測量它們,都面臨著巨大的挑戰。
這幅插圖展示了銀河系的各個組成部分。 中心的螺旋特徵代表恆星盤。 恆星圓盤周圍是新發現的非常熾熱的氣體,這些氣體在發射時呈現膨大的圓盤狀結構。 藍色區域標示了200 萬開爾文氣體的範圍。 白線顯示的是背景源(類星體)的方向。 沿著這個方向,可以看到一顆失控恆星產生的超新星與一個明亮的圓球,這解釋了極熱氣體的吸收。 來源:Arunima V
幾十年前,研究人員證實銀河系周圍存在著一個巨大的氣體球。 這些氣體被加熱到數百萬開爾文度,從銀河中心向外延伸了驚人的70 萬光年。 科學家將這些極端溫度與銀河系的引力連結起來,銀河系的引力迫使氣體原子不斷移動,以避免被吸入銀河系的核心。
然而,近年來,令科學界更加好奇的是,人們發現了比之前已知溫度更高的氣態物質。 最新發現的這種氣態物質的溫度約為一千萬開爾文。 在銀河系的各個方向都發現了微弱的X 射線輻射,這些輻射帶有強烈的超高溫氣體特徵。 同時,這種氣體也作為一種吸收介質出現在至少三顆遙遠類星體的光譜中。
從那時起,天文學家們就一直在努力尋找有關熾熱氣體來源的線索和連結。
由印度政府科技部(DST)資助的拉曼研究所(RRI)的科學家們與印度理工學院帕拉克卡德分校(IIT-Palakkad)和俄亥俄州立大學(Ohio State University)的合作者一起,在兩在項相關研究中透過他們提出的模型詳細描述了這個神祕的源頭。
他們證實,天文學家偵測到的發射和吸收訊號的氣體並不相同。 相反,發射X 射線的高溫氣體是由銀河系恆星盤周圍的膨化區域造成的。 由於銀河系星盤的各個區域都在持續不斷地形成恆星,這些區域中的大質量恆星會以超新星的形式爆炸,將星盤周圍的氣體加熱到很高的溫度。
RRI的博士生Mukesh Singh Bisht說:”因此,爆炸會不斷加熱漂浮在銀河系圓盤周圍的氣體,並用大質量恆星內部合成的元素豐富氣態物質。”
當這些湍流氣體從圓盤被捲起並劇烈旋轉時,它們要么逃逸到周圍的介質中,要么冷卻後重新落回圓盤。
在吸收研究中,除了大量氣態物質所具有的超高溫之外,其元素組成也讓天文學家們大吃一驚。 研究發現,這種吸收性熾熱氣體富含α元素。
“這種熾熱的氣體,至少在幾個方向上,似乎富含大量的α元素,如硫、鎂、氖等,它們的原子核只不過是氦原子核的倍數。 這是恆星內核反應的重要線索。
儘管有數以千計的失控恆星不斷從銀河系圓盤中噴射出來,但當其中一些恆星在恆星圓盤上方徘徊並發生超新星爆炸時,它們可能會在其周圍產生大量富含α元素的熾熱氣體。
如果它們與遙遠的類星體光源方向一致,這些熱氣體中的原子就會吸收並產生陰影訊號,從而解釋了吸收熱氣體的原因。 同時,由於銀河系恆星盤中的恆星形成活動,熾熱氣體的面紗不斷吞噬銀河系盤,這也解釋了在X射線發射中看到的熱氣體的原因。 這項研究發表在《天文物理學期刊》。
由此產生的微弱X射線訊號可以進一步研究,以獲得更多線索。 研究小組計劃在其他頻率上測試這些模型。
編譯自/ scitechdaily