珍妮特·卡兹米尔扎克，美国宇航局戈达德太空飞行中心 这幅图展示了位于大约5亿光年之外的活跃星系TXS 0128+554的两个视图
左图:如果我们从同一个角度观察，星系的中央喷流看起来就像它们一样
嵌入尘埃和气体圆盘中的黑洞发射出一对以接近光速的速度运动的粒子射流
科学家认为美国宇航局费米伽马射线太空望远镜探测到的伽马射线(品红)来自这些喷流的底部
当喷流与星系周围的物质碰撞时，它们在无线电波(橙色)中形成相同的波瓣
喷流经历了两次截然不同的活动，形成了裂片和黑洞之间的间隙
右图:该星系以其实际方位出现，其喷口偏离我们的视线约50度
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 不久前，天文学家用无线电波绘制了一个遥远的星系，发现它有着惊人的相似形状
在这个过程中，他们发现了这个物体，叫做TXS 0128+554，在上个世纪经历了两次强大的活动
大约五年前，美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜报告说，TXS 0128+554(简称TXS 0128)是伽马射线的微弱来源，伽马射线是最高能量的光
自那以后，科学家们利用甚长基线阵列(VLBA)和美国宇航局的钱德拉x光天文台进行了更仔细的观察
印第安纳州西拉斐特市普渡大学的物理学和天文学教授马修·李斯特说:“费米宣布之后，我们利用VLBA的无线电天线放大了一百万倍，绘制出了星系随时间的形状。”
“第一次看到结果，我立刻觉得它看起来像是达斯·维德在《星球大战:新希望》中的TIE战斗机飞船
这是一个有趣的惊喜，但它在不同无线电频率上的出现也帮助我们更多地了解了活跃星系在十年时间尺度上是如何发生巨大变化的
" 由李斯特领导的一篇描述这一发现的论文发表在八月号
25期《天体物理学杂志》,现已上网
TXS 0128位于仙后座5亿光年之外，由一个质量约为太阳10亿倍的超大质量黑洞锚定
它被归类为一个活跃的星系，这意味着它所有的恒星加在一起都不能解释它发出的光量
活跃星系的额外能量包括多余的无线电波、x光和伽马射线光
科学家们认为，这种辐射来自其中心黑洞附近的区域，在那里，气体和灰尘的漩涡盘由于重力和摩擦力而聚集并变热
这张照片显示TXS 0128在15
甚长基线阵列(VLBA)观测到的4千兆赫，这是一个覆盖全球的无线电天线网络
颜色对应于无线电信号的强度，从低(紫色)到高(黄色)
信用:NRAO 大约十分之一的活跃星系产生一对喷流，高能粒子束以接近光速的速度向相反方向传播
天体物理学家认为这些喷流产生伽马射线
在某些情况下，与脆弱的星系间气体的碰撞最终会减缓和停止喷射粒子的向外运动，物质开始向星系中心回流
这导致了广阔的区域，或称波瓣，充满了围绕磁场旋转的快速运动的粒子
粒子相互作用产生明亮的无线电辐射
费米使用其大面积望远镜发现了3000多个活跃的星系，该望远镜每三小时对整个天空进行一次观测
几乎所有的喷流都排成一条直线，这样一股喷流几乎直接指向地球，从而增强了它们的信号
然而，TXS 0128的威力比它们中的大多数小10万倍
事实上，尽管费米相对较近，但在2015年将其报告为伽马射线源之前，它需要积累来自银河系的五年数据
研究人员随后将该星系加入到由VLBA进行的长期调查中，这是一个由国家射电天文台操作的无线电天线网络，从夏威夷延伸到美国
S
维尔京群岛
该阵列的测量提供了TXS 0128在不同无线电频率下的详细地图
他们揭示的无线电结构横跨35光年，偏离我们的视线约50度
这个角度意味着喷流没有直接指向我们，这可能解释了为什么银河系的伽马射线如此暗淡
“现实世界的宇宙是三维的，但是当我们向外看时，我们通常只看到二维，”丹尼尔·霍曼说，他是合著者，也是俄亥俄州格兰维尔的丹尼森大学的天文学教授
“在这种情况下，我们是幸运的，因为从我们的角度来看，银河系的角度是这样的，来自更远的波瓣的光比来自更近的波瓣的光多传播几十光年到达我们这里
这意味着我们在它进化的早期看到了更远的叶
" 如果星系排列成喷射流和波瓣垂直于我们的视线，所有的光会同时到达地球
我们会看到双方处于同一发展阶段，而他们实际上处于这一阶段
这个动画展示了活动星系TXS 0128在超长基线阵列测量的六个无线电波长下的变化
3, 5, 6
6, 8
4, 15
4和22
2千兆赫(GHz)
查看动画GIF: https://www
美国国家航空航天局
gov/sites/default/files/缩略图/image/radio_sequence_800px
NASA美国宇航局戈达德太空飞行中心 星系的外观形状取决于使用的无线电频率
两点
3千兆赫(GHz)，大约是调频广播最大广播频率的21倍，它看起来像一个无定形的斑点
TIE战斗机外形出现在6
6 GHz
然后，在15岁
4千兆赫，在银河系的核心和它的波瓣之间出现了一个明显的无线电辐射间隙
李斯特的团队怀疑是TXS 0128活动的暂停造成了这一差距
从地球上观察，银河系的喷流似乎开始于大约90年前，然后在大约50年后停止，留下未连接的裂片
然后，大约十年前，喷流再次开启，产生了更靠近核心的辐射
是什么导致了这些活跃期的突然出现还不清楚
无线电辐射也揭示了星系伽马射线信号的位置
许多理论家预测，年轻的、射电明亮的活跃星系在它们的喷流与星系间气体碰撞时会产生伽马射线
但至少在TXS 0128的例子中，波瓣中的粒子不能产生足够的组合能量来产生探测到的伽马射线
相反，李斯特的团队认为该星系的喷流产生的伽马射线更接近核心，就像费米所看到的大多数活跃星系一样
该小组用钱德拉的x光观察了这个星系，寻找电离气体包裹的证据
虽然他们的测量不能证实茧的存在与否，但在其他活跃的星系中，如天鹅座，也有这种结构的证据
这些观察确实表明银河系的核心周围有大量的尘埃和气体，这与高度倾斜的视角是一致的
马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的费米项目科学家伊丽莎白·海斯说:“这个星系让我们想起了多波长观测的重要性，它可以在很宽的电磁光谱范围内观察物体。”
“费米望远镜、VLBA望远镜和钱德拉望远镜都为我们不断增长的这一天体图像增加了一层，展现了它们各自的惊喜
" 费米伽马射线太空望远镜是一个天体物理学和粒子物理学的合作伙伴，由位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理
费米是与美国合作开发的
S
能源部，法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴做出了重要贡献
美国宇航局的马歇尔太空飞行中心管理钱德拉计划
史密森尼天体物理天文台的钱德拉x光中心控制着马萨诸塞州剑桥和伯灵顿的科学和飞行操作
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