解开银河系巨大气泡起因之谜，源自中心黑洞能量喷发

                              解开银河系巨大气泡起因之谜，源自中心黑洞能量喷发

                                                 2022-03-24 17:09     十轮网

       银河盘面上下方延伸了称为费米气泡的巨大神秘结构，每个气泡直径达25,000光年。过去天文学家无法断定气泡起源，现在清华大学团队利用先进计算机模拟，证实了银河系2组巨大气泡—义罗西塔（eRosita）泡泡与费米（Fermi）泡泡，由260万年前银河系中心超大黑洞能量喷发所产生，也就是证明，银河黑洞“不久前”还很活跃。

       2010年时，天文学家通过费米伽马射线望远镜发现银河系中心延伸出2个巨大伽马射线泡泡，以银河系盘面为中心上下对称，名为费米泡泡。当时天文界对于费米泡泡成因争论不休，一派认为是黑洞能量喷发造成，另一派则主张是超新星爆炸产生的星系风。

        2019年，义罗西塔X射线望远镜（extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array）发射后，很快就观测到与费米泡泡形状相近，但更巨大、上下对称的2个泡泡，称为义罗西塔泡泡。

       在意罗西塔气泡与费米气泡内，高能电子与低能光相互作用产生伽马射线，且内部高能粒子与震波目前仍以每秒1,500公里的速度向外扩张，但过去没有人知道这些电子来源，究竟这些气泡是恒星形成的残余物？银河系中心超大质量黑洞喷发的残余物？还是多种机制混合产生了它们？

       清华大学天文研究所杨湘怡助理教授与美国密西根大学、威士康辛大学天文学家组成的跨国研究团队，于是将义罗西塔望远镜数据输入计算机进行流体力学模拟，发现与黑洞喷流的气体温度、密度变化相符，泡泡内圈是黑洞喷出高能粒子放出的伽马射线，外圈则是气体震波发布的X射线，由此证实银河系巨大气泡成因来自同一黑洞喷流事件。

       杨湘怡解释，当银河系中心黑洞吸收1～10万倍太阳质量物质后，其实只有小部分被吃进连光都无法逃逸的区域，多数物质会被吐出来，与周围磁场相互作用后，以接近光速的速度向两侧喷发，也就是喷流。当这2股电浆喷流把银河系气体向外排开后便形成巨大泡泡，而银河系盘面布满恒星产生阻力，才会因此形成上下对称的蕈状泡泡。

       该研究不只让我们更了解超大质量黑洞如何演化与相互作用，也代表银河系黑洞目前虽然处于休眠期，但更像是“沉睡的狮子”，因为它仅仅数百万年前才刚活跃喷发过。

       新论文发布在《自然天文》（Nature Astronomy）期刊。

      （首图来源：NASA）

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