銀河系驚現巨大磁暈,震撼科學界!
我們所處的這一小片宇宙區域 被囊括於一個廣袤的 暗物質 外殼之內。
儘管在這個基本不可見的球體中散佈着的幾顆 孤立恆星 之間的空間看似空蕩,但在銀河系這片荒野中卻有諸多事情在發生。
通過對星系周圍空間中熾熱氣體發光的研究,天體物理學家發現了巨大磁場的證據,這些磁場在我們星系的暗物質“暈”中蜿蜒穿行。
“這項工作首次提供了對銀河系 X 射線發射暈中磁場的詳細測量,並揭示了恆星形成活動與星系外流之間的新聯繫,” 意大利國家天體物理研究所(INAF)的天體物理學家何壽章解釋道。
“我們的研究結果表明,我們觀察到的磁脊並非只是巧合的結構,而是與我們星系中的恆星形成區域密切相關。”
這項研究是基於兩個巨大結構所發出的 X 射線光展開的。於 2020 年被發現,這些“eROSITA 氣泡”在銀河系中心的兩側延伸超過 45000 光年。它們由大量的氣體和等離子體的外流來提供動力;這種介質中的衝擊致使氣泡在 X 射線範圍內發出明亮的光芒。
當這些氣泡被發現時,科學家們認爲存在兩個主要的來源競爭對象。
一種是來自銀河系中心超大質量黑洞的活動情況。如果它經歷了一段噴流活動期,所產生的熱量和能量或許能夠吹起這些氣泡。
第二種解釋是星暴活動。這個星系現在相當安靜,不過它有可能經歷過一段強烈的恆星形成時期。這也可能產生了充足的熱量和能量,進而形成了向星系暈擴展的 eROSITA 氣泡。
張和他的同事們覺得,如果存在任何磁場的話,或許會有一些答案。
光在穿過磁場時,會依據磁場的方向定向,這種現象被稱爲偏振。
我們可以對我們的望遠鏡所收集到的光進行檢查,不僅能夠看到其偏振的證據,還能夠看到產生它的磁場的方向。
當研究人員對 eROSITA 氣泡所發出的廣譜光的偏振進行研究時,他們發現了巨大且長長的磁化絲。
研究人員表示,如果我們能夠用眼睛看到這些絲狀物,它們在天空中的延伸長度會比滿月的寬度長 150 倍。
而這些絲狀物表明,eROSITA 氣泡起源於恆星形成。
在距離銀河系中心約 10,000 至 16,000 光年之處,一個恆星形成環或許產生了熱量與風,致使熱氣和等離子體在數萬年的時間裡向銀河系暈膨脹,膨脹距離達數萬年。
“現在衆所周知,一小部分‘活躍’星系能夠產生由超大質量黑洞的吸積作用,或者強烈的恆星形成事件所驅動的物質外流,這對其所在星系產生了深遠影響。這種外流被認爲是調節星系以及其中心黑洞生長的基本要素,”INAF 的天體物理學家加布裡埃萊·龐蒂解釋道。
“在這種情況下,讓我覺得着迷的是,即使是像許多其他星系一樣平靜的銀河系,也能排出強大的外流,特別是位於旋轉中心末端的恆星形成環對星系的外流有着顯著的貢獻。也許銀河系正在向我們揭示一種在與我們類似的星系中常見的現象,從而幫助我們瞭解這些天體的生長和演化。”
當然,這還不確定;要對氣泡的來源做出可靠的判斷,還需要進行更多的分析。該團隊的發現與最近的模擬結果一致,但需要更詳細的模擬來確定恆星形成是否能產生我們在 eROSITA 氣泡中觀察到的那種外流。
但磁場是這一謎題的重要組成部分。
“這項研究爲我們對於星系暈的理解開拓了新的領域,”張說,“並且有助於加深我們對於銀河系複雜且動態的恆星形成生態系統的瞭解。”
該研究已發表在《自然·天文學》。