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2018
04-16

银河系的动荡心脏


谁在我们银河系的心上留下了深深的伤痕?在他们寻找可能揭示罪魁祸首的难以捉摸的线索时,马克斯·普朗克地外物理研究所的一个国际天文学家小组正在搜寻X射线卫星XMM-Newton的宇宙图像。主要嫌疑人是潜伏在银河系中心的超大质量黑洞。但是一些巨大的恒星和超新星也不是完全无辜的。

掠入银河系的心脏:这个X射线宽带镶嵌图像由在银河系中心度内的超过一百个单独的XMM-牛顿观测组成。颜色表示不同能量的观测值;这张地图覆盖了大约500光年的地区。除了银河系中心超大质量黑洞周围区域的X射线辐射外,这幅图还揭示了X射线双星,星团,超新星遗迹,气泡和超级气泡,非热丝以及其他许多来源。对银河系中心的X射线辐射的研究对于天文学是非常重要的。 XMM-Newton X射线卫星在发射后首先批准和执行的第一个大型项目之一是对银河系中心的扫描。由马克斯·普朗克地外物理研究所(MPE)的科学家组成的小组最近最近用XMM-Newton获得了一个新的扫描结果,并将这些观测结果与所有的档案数据联系起来,从而获得了X射线连续谱和线发射的最佳地图远。

由此,该团队能够详细描述已经释放大量能源的灾难性事件的后果。法医研究特别是发现了大量X射线发射的等离子体(几十光年)正在影响它们的环境,在银河系中心的气体,尘埃和更冷的等离子体中形成巨大的空洞。

大众怪兽抓到手

X射线图像中最有说服力的线索之一是一对双极“裂片”,延伸数十光年在银河系平面之上和以下超大质量黑洞的位置。以前的间接证据暗示了这个混乱中的黑洞,但是新的发现有效地抓住了这个黑洞,而且这个黑社会在暴力行为方面是红色的。事实上,用热的X射线放射气体膨胀这些双极叶片所需要的物质和能量的来源可以是非常接近超大质量黑洞事件视界的外流,也可以是来自围绕着孔的大质量星体,或与大质量恒星死亡相关的灾难性事件。

成像区域外围的温暖等离子体

放大中心:银河系中心100光年的放大图像,此处仅显示软X射线辐射。银河系黑洞及其周围的发射位于图像最亮的中心区域,双极叶子出现在该位置的上方和下方。
©MPE / ESA

团队还在成像区域的郊外(数百光年)发现了温暖的等离子体的指纹。这表明在银河系中心发生的暴力行为的影响远远超出该地区。新发现的等离子体可能与渗透银河系中部地区的热气体的不均匀热“大气”有关,也许是银河系核心的质量和能量连续或偶发性外流引起的。偶尔在其他星系的中心观察到类似的结构。然而,得益于银河系中心的接近,XMM-Newton地图可以直接对这一现象进行精细的描绘。

银河系心脏的超级气泡

在这个不守规矩的地区也发现了另一个主要的干扰:一些“超级气泡”,超过几十光年的巨大腔体,含有热等离子体发射软X射线。其中一个地区的能源含量至少达到10亿年(约为太阳在100亿年的寿命期内的总能量)!证据表明这是巨大的 结构在过去数万年中被来自壮观的昆图普(Quintuplet)星群中最巨大的恒星的巨大风力以及诸如大质量恒星的爆炸等灾难性事件所充气。如此大量的能量释放对银河系中心星际物质的演化具有深远的影响。因此,虽然犯罪现场重建仍在拼凑在一起,但是用这些新的X射线图像,天文学家对过去几十亿年来可能发生的事情有了更清楚的认识 - 以及我们的银河系如何继续发展在未来。有一点很清楚:银河系中心附近的暴力事件无疑将持续到未来。

来源:MPG