銀河系中心費(fèi)米氣泡內(nèi)現(xiàn)巨大冷氫云,或暗示黑洞近期劇烈噴發(fā)
IT之家8月11日消息,近日,天文學(xué)家在研究銀河系中心的神秘結(jié)構(gòu)——費(fèi)米氣泡時(shí),有了驚人發(fā)現(xiàn):在由高溫等離子體構(gòu)成的費(fèi)米氣泡內(nèi)部,竟存在巨大的冷氫云。這一發(fā)現(xiàn)為費(fèi)米氣泡的起源和演化提供了新線索,還可能改變我們對(duì)銀河系中心超大質(zhì)量黑洞活動(dòng)歷史的認(rèn)知。

費(fèi)米氣泡是兩個(gè)巨大的雙生球體,如同巨大的沙漏,分別從銀河系中心向上和向下延伸。這些由高溫等離子體構(gòu)成的氣泡,已在銀河系中心噴發(fā)了數(shù)百萬年,如今其跨度約達(dá)5萬光年,幾乎是銀河系長度的一半。費(fèi)米氣泡只能通過伽馬射線觀測到,且與另一個(gè)神秘的X射線結(jié)構(gòu)——eROSITA氣泡相互重疊。
此次,科學(xué)家利用美國國家科學(xué)基金會(huì)位于西弗吉尼亞州的格林班克射電望遠(yuǎn)鏡研究費(fèi)米氣泡時(shí),發(fā)現(xiàn)了隱藏在高溫氣泡深處的巨大冷氫云。這些氣云大小在約13光年到91光年之間,每個(gè)都比太陽系大得多。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,這些冷氫云可能是數(shù)百萬年前從銀河系中心噴發(fā)出來的更大結(jié)構(gòu)的殘余。北卡羅來納州立大學(xué)物理系副教授、該研究的主要作者榮蒙?博多洛伊(Rongmon Bordoloi)在接受《Live Science》雜志采訪時(shí)表示:“可以把它想象成將冰塊放入沸水中,小冰塊會(huì)迅速融化,大冰塊則能持續(xù)更久,盡管它也在逐漸溶解。我們認(rèn)為這些星云可能是更大結(jié)構(gòu)的殘余,目前正被銀河系的星系風(fēng)侵蝕?!?/p>
這一發(fā)現(xiàn)表明,銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞可能在比之前認(rèn)為的更近的時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了一次劇烈的物質(zhì)噴發(fā)。博多洛伊補(bǔ)充道:“從原則上講,這些氣云本不應(yīng)在如此高溫的環(huán)境中存活這么久,但它們確實(shí)存在。這為我們提供了一種‘時(shí)鐘’,它們的存活表明銀河系中心的黑洞在數(shù)百萬年前才剛剛爆發(fā)。在宇宙時(shí)間尺度上,這只是眨眼之間。”

2010年,美國宇航局的費(fèi)米伽馬射線空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了費(fèi)米氣泡。盡管其大小與銀河系相當(dāng),但只能通過伽馬射線觀測到。費(fèi)米氣泡的等離子體溫度極高,超過100萬開爾文(約82萬攝氏度)??茖W(xué)家推測,這些氣泡可能是銀河系中心超大質(zhì)量黑洞在古代一次劇烈噴發(fā)的結(jié)果。當(dāng)時(shí),黑洞同時(shí)向銀河系平面的上方和下方噴射出兩股物質(zhì)射流,將附近的物質(zhì)卷起并拋向太空。
新發(fā)現(xiàn)的冷氫云可能就是那次噴發(fā)物質(zhì)的殘余。博多洛伊指出,這些冷氫云在被卷入費(fèi)米氣泡時(shí),初始規(guī)模可能比現(xiàn)在大得多,否則無法在高溫環(huán)境中存活至今。這些冷氫云位于費(fèi)米氣泡內(nèi)部,距離銀河系中心約1.3萬光年。
這一發(fā)現(xiàn)有助于解開費(fèi)米氣泡的一個(gè)重大謎團(tuán),因?yàn)樗鼧O大地限制了費(fèi)米氣泡的年齡范圍。這一年齡反過來暗示,每當(dāng)大量物質(zhì)落入我們星系中心的超大質(zhì)量黑洞時(shí),它可能會(huì)經(jīng)歷劇烈的、間歇性的爆發(fā),而且最近一次爆發(fā)的時(shí)間比之前認(rèn)為的更近。不過,我們星系中黑洞爆發(fā)的精確時(shí)間仍是未解之謎。
博多洛伊總結(jié)道:“可以肯定的是,像費(fèi)米氣泡以及最近發(fā)現(xiàn)的eROSITA氣泡這樣的特征表明,銀河系中心在過去比我們?cè)?jīng)認(rèn)為的要活躍得多?!?/p>
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