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科学“BF-565红旗”揭示了我们银河系的新线索

天文学与空间 2022-01-24 00:01:06

恩布里-里德尔航空大学 光学银河系图像

信用:阿克塞尔梅林杰 L说,计算出银河系中心渗透了多少能量——这一发现发表在7月3日出版的《科学进展》杂志上——可能会为我们银河系能量的根本来源提供新的线索

恩布里-里德尔航空大学的马修·哈夫纳

恩布里-里德尔大学物理学和天文学助理教授、《科学进展》论文的合著者哈夫纳说,银河系的原子核会被电离的氢或被剥夺电子的氢击碎,从而产生高能量

“没有持续的能量来源,自由电子通常会找到彼此,并在相对较短的时间内重新结合回到中性状态,”他解释说

“能够以新的方式观察电离气体,应该有助于我们发现能让所有气体保持能量的来源

" 威斯康星大学麦迪逊分校的研究生达内什·克里希纳劳(“DK”)是《科学进展》论文的主要作者,他与哈夫纳和UW-白水大学的鲍勃·本杰明教授合作,后者是研究银河系中恒星和气体结构的主要专家

在2018年加入恩布里-里德尔之前,哈夫纳在UW做了20年的研究科学家,他继续担任威斯康辛H-α成像仪(WHAM)的首席研究员,这是一架位于智利的望远镜,用于该团队的最新研究

为了确定银河系中心的能量或辐射量,恩布里-里德尔航空大学、威斯康辛大学麦迪逊分校和UW-白水大学的研究人员透过一种破破烂烂的灰尘罩仔细观察

学分:达内什·克里希纳劳/威斯康星大学麦迪逊分校 为了确定银河系中心的能量或辐射量,研究人员不得不透过一种破旧的尘埃罩进行观察

银河系聚集了2000多亿颗恒星,也是星际尘埃和气体的黑暗地带

本杰明正在查看20年的惠姆数据,这时他发现了一面科学红旗——一个从银河系黑暗、布满灰尘的中心伸出的奇特形状

奇怪的是离子化的氢气,当通过灵敏的惠姆望远镜捕捉到它时,它看起来是红色的,而且它正朝着地球的方向移动

这一特征的位置——科学家称之为“倾斜圆盘”,因为与银河系的其他部分相比,它看起来是倾斜的——无法用已知的物理现象来解释,比如银河旋转

该团队有一个难得的机会,通过使用光学光线来研究突出的倾斜圆盘,从其通常的斑驳灰尘覆盖中解放出来

通常,倾斜的圆盘必须用红外或无线电光技术来研究,这使得研究人员可以通过尘埃进行观察,但限制了他们了解更多电离气体的能力

哈夫纳说:“能够在光学光线下进行这些测量,使我们能够更容易地将银河系的原子核与其他星系进行比较。”

“过去的许多研究已经测量了来自宇宙中数千个螺旋星系中心的电离气体的数量和质量

我们第一次能够直接比较我们银河系和这么大的人口的测量值

" 具有与倾斜圆盘相关的α发射线比率的光学银河系图像

信用:阿克塞尔梅林杰 克里希那拉奥利用现有的模型,试图预测本杰明注意到的发射区域应该有多少电离气体

来自惠姆望远镜的原始数据使他能够完善他的预测,直到研究小组获得该结构的精确三维图像

通过比较结构中氢、氮和氧的可见光的其他颜色,研究人员进一步了解了它的组成和性质

研究小组报告称,银河系中心倾斜圆盘中至少有48%的氢气被未知来源电离

“银河系现在可以用来更好地理解它的性质,”克里希那拉奥说

研究人员报告说,气态电离结构随着远离银河系中心而改变

以前,科学家只知道位于那个区域的中性(非电离)气体

光学银河系图像

信用:阿克塞尔梅林杰 “靠近银河系的核心,”克里希纳劳解释说,“气体被新形成的恒星电离,但是随着你远离中心,事情变得更加极端,气体变得类似于一类被称为LINERs的星系,或者低电离(核)发射区域

" 研究人员发现,该结构似乎正在向地球移动,因为它位于银河系旋臂内部的椭圆轨道上

像银河系这样的线性星系约占所有星系的三分之一

它们的中心比刚刚形成新恒星的星系辐射更多,但比那些超大质量黑洞正在积极消耗大量物质的星系辐射更少

哈夫纳说:“在威猛发现之前,仙女座星系是离我们最近的线性螺旋。”

“但它仍有数百万光年远

由于银河系的核心只有几万光年远,我们现在可以更详细地研究一个线性区域

研究这种延伸的电离气体应该有助于我们更多地了解银河系中心现在和过去的环境

" 具有与倾斜圆盘相关的α发射线比率的光学银河系图像

信用:阿克塞尔梅林杰 接下来,研究人员需要找出银河系中心的能量来源

能够根据辐射水平对星系进行分类是朝着这个目标迈出的重要的第一步

现在哈夫纳已经加入了恩布里-里德尔正在发展的天文学和天体物理学项目,他和他的同事物理学副教授埃德温·米尔凯维奇有了很大的计划

哈夫纳说:“在未来几年,我们希望建立威猛的继任者,这将使我们对我们研究的天然气有更清晰的认识。”

“现在我们的地图像素是满月的两倍

惠姆是第一个对这种气体进行全天空测量的伟大工具,但是我们现在渴望更多的细节

" 在另一项研究中,哈夫纳和他的同事在本月早些时候报道了首次可见光测量“费米气泡”——从银河系中心凸出的神秘光羽

这项工作是在美国天文学会上发表的

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