当费米伽马射线太空望远镜于 2008 年进入近地轨道时,它让我们看到了一个全新的高能辐射宇宙。
它更奇怪的发现之一是费米气泡:巨大、对称的斑点在银河平面上方和下方延伸,距离银河系中心各 25,000 光年,在伽马射线中发光? 电磁波谱上的最高能量波长范围。
然后,在 2020 年,一台名为 eROSITA 的 X 射线望远镜发现了另一个惊喜:银河平面两侧延伸超过 45,000 光年,这次发射的 X 射线能量较低。
此后,科学家们得出结论,这两组气泡可能是银河系中心和超大质量星系某种或多种爆发的结果。其中。 然而,产生伽马辐射和 X 辐射的机制有点难以确定。
现在,通过模拟,日本东京都立大学的物理学家 Yutaka Fujita 提出了一个单一的解释,可以解释。
他发现,X射线发射是强大、快速移动的风的产物,风猛烈撞击星际空间中的稀薄气体,产生冲击波,通过等离子体反射回来,使其发出高能的光芒。
为银河系中心提供动力的超大质量黑洞?? 到目前为止相当安静去。 它的摄食活动很少; 它被归类为“静态”。 但情况并非总是如此。 活跃的黑洞会对周围的空间产生各种各样的影响。
当物质落向黑洞时,它会升温并发出光。 一些物质沿着黑洞外部的磁场线被引导走,黑洞充当同步加速器,将粒子加速到接近光速。 它们以强大的电离等离子体射流的形式从黑洞的两极发射出来,冲入太空长达长达。
此外,还有宇宙风:带电粒子流由材料搅打而成绕黑洞运行,然后爆炸到太空。
虽然射手座 A* 现在可能很安静,但情况并不一定总是如此。 仔细观察,可以发现过去活动的遗迹,例如费米气泡,潜伏在银河平面周围的空间中。 通过研究这些遗迹,我们可以了解该活动发生的时间和方式。
藤田对费米气泡的尝试是基于现已退休的数据朱雀X 射线卫星,由 NASA 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 联合运营。 他对与气泡相关的 X 射线结构进行了朱雀观测,并进行了数值模拟,试图根据黑洞的进食过程重现它们。
“我们表明,X 射线气体的密度、温度和冲击年龄曲线的组合可用于区分能量注入机制,”他在论文中写道。
“通过将数值模拟的结果与观测结果进行比较,我们表明气泡是由来自银河系中心的快风产生的,因为它产生强烈的反向激波并再现了那里观测到的温度峰值。”
他发现,最有可能的情况是黑洞风以每秒 1,000 公里(621 英里)的速度吹来,这是由于过去的一次进食事件而产生的,该事件在 1000 万年的时间里进行了计量,最近才结束。 当风向外传播时,带电粒子与星际介质碰撞,产生冲击波,反弹回气泡中。 这些反向冲击波加热气泡内的材料,使其发光。
Fujita 开发的数值模拟准确地再现了 X 射线结构的温度分布。
他还研究了银河系中心发生单一爆炸性喷发的可能性,但无法重现费米气泡。 这表明来自银河系中心的缓慢而稳定的风最有可能是这些神秘结构的起源。 而风的力量只能归功于人马座A*,而不是星辰形成? 另一种产生宇宙风的现象。
“因此,”他在论文中写道,“风可能与经常在其他星系中观察到的活跃星系核流出相同,并被认为可以调节星系及其中心黑洞的生长。”
该论文已发表于英国皇家天文学会每月通知。