600万年前黑洞造就了神秘的“费米气泡”

我们知道,在宇宙中存在一些神秘而又神奇的结构,这些结构至今为科学家所称道,比如其中著名的费米气泡,那么这个神秘的结构到底是怎么诞生的呢?近日,一项研究揭开了可能的答案!
最新研究表明:600万年前黑洞造就了神秘的“费米气泡”
费米气泡 所谓费米气泡,顾名思义,它其实是一个从银河系中心向两侧展开的新结构,从远处望去,就像两个气泡衔接在银河系中心两侧,向空间中延伸了数万光年,不过这个结构并不是银河系独有。很多星系都有“气泡”状结构,有些情况下,“气泡”的起源可以追溯到大质量黑洞。星系中的物质落向黑洞时会开始旋转,然后这些由炙热气体和尘埃组成的漩涡会产生很强的磁场,向外喷射由高能辐射和高能宇宙射线粒子组成的喷流,从而产生类似的“气泡”结构。那么银河系费米气泡的形成是否也是如此呢?一项新的研究表明,一个黑洞的行为可能是这个神秘的隐形结构的缔造者!
最新研究表明:600万年前黑洞造就了神秘的“费米气泡”
首先,我们要知道这个巨大的费米气泡只在伽马射线中可见,肉眼无法观测,所以我们单凭普通的望远镜是看不到银河系的中心这个由看不见的、相互连接的星团组成的存在的。只有在无线电波中才能看到能量的变化,X射线的沙漏状疤痕,以及高耸在上面的神秘费米气泡。 这些由气体、尘埃和宇宙射线组成的双球从银河系中心冒出,就像一只巨大的蛾子的两翼,一只在银河系中心黑洞的两边。从一个顶端到另一个顶端,气泡的直径约为5万光年,约为银河系直径的一半,但只有在高能伽马射线中才能看到。 气泡起源的推测 他们从哪里来的?没人知道。但近日一项研究认为,这些气泡以及围绕银河系中心的神秘X射线和射电结构,都与600万年前开始的同一系列黑洞带有关。
最新研究表明:600万年前黑洞造就了神秘的“费米气泡”
通过几次计算机模拟,研究人员表明费米气泡和附近的X射线结构都可能是由一个巨大的冲击波从银河系的中心黑洞(也称为人马座a*)中爆发而一下子形成的。当黑洞突然释放出两股巨大的电离物质喷流,以接近光速从银河系中心向相反方向飞去时,这种冲击波可能已经开始。 结论 如果喷流足够宽、足够强大,它们可能会产生两个冲击波,穿过银河中心两侧的热气体。在冲击波压缩和加热气体的地方,形成了沙漏状的X射线结构;冲击波的边缘向两个方向扩展到星系际空间数千光年,形成了费米气泡。整个过程将持续大约一百万年。
最新研究表明:600万年前黑洞造就了神秘的“费米气泡”
​ 尤其是当喷射物冲破周围的光晕气体时,就会产生正向冲击。在100万年后,喷流停止了,紧接着在500万年之后,扩散的泡沫逐渐扩大到目前的规模。 科学家所提出的冲击波假说解释了星系中心的几个特征,包括费米气泡的极高温度以及气泡底部边缘与X射线结构完美重叠的事实。如果几百万年后发生类似的、威力较小的冲击波事件,也可以解释最近在银河系中心观测到的较小的气泡状射电结构。尽管发现“费米气泡”的过程近乎偶然,但既然发现了它们,我们就要细致地去研究它们的特性。对这种巨大的银河系气泡的研究将有望揭示关于银河系结构和演变的深层秘密。
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