热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

中科院首次同时解释“费米气泡”和银河系中心的双锥形X射线

2021-09-27 19:23     来源:科普中国     X射线伽马射线
费米伽马射线太空望远镜发现一对以银河系核心为中心的巨大伽马射线气泡,但这些所谓的“费米气泡”是如何产生的,这是一个谜。现在,中国科学院上海天文台的天文学家提出了一个新模型,首次同时解释了2003年发现的费米气泡和银心双锥形X射线结构的起源。根据这个模型,这两个结构本质上是相同的现象,是由大约500万年前人马座A*(SgrA*)超大质量黑洞发出的一对喷流驱动的前向激波造成。
 


 
费米气泡是两个巨大的气泡,充满了非常热的气体、宇宙射线和磁场。虽然肉眼看不到它们,但它们伽马射线发射中非常明亮。在伽马射线中,费米气泡的边缘形状看上去非常“锋利”,边缘与一种称为银河中心双锥X射线结构的X射线结构非常吻合,其研究发表在《天体物理学》期刊上。看到费米气泡的边缘与银河系中心双锥X射线结构非常相似,上海天文台研究人员意识到这些结构可能具有相同的起源。

此外,双锥X射线结构可以由银河系中心过去一次能量爆发驱动的热气冲击压缩薄壳自然解释。在以往“费米气泡”理论模型和计算机模拟中,提出了两个主要的竞争能量来源,即银河系中心的恒星形成和人马座A*超大质量黑洞。然而,在这两个模型中,费米气泡被解释为喷出气泡,而前向激波总是位于离费米气泡边缘很远的地方。换句话说,这些模型不能同时解释费米气泡和银心双锥X射线结构。


相比之下,这项研究中由中国科学院上海天文台天文学家郭福来和研究生张瑞宇提出的理论模型,首次用计算机模拟证明了费米气泡和银心双锥X射线结构是同一现象。在这个模型中,费米气泡边缘是由一对喷流驱动的前向激波,这些喷流来自大约500万年前的人马座A*超大质量黑洞。这个模型的一个好处是,费米气泡的能量和年龄可以很好地受到X射线观测确定。


这项研究所推断的费米气泡年龄也与紫外观测的一些高速云沿着许多视线朝向气泡区所得的年龄一致。新模型表明,超大质量黑洞在费米气泡事件期间注入的总能量,接近于大约2万颗超新星释放的总能量,人马座A*超大质量黑洞在这次事件中消耗的物质总量约为100个太阳质量。郭福来表示:我们在研究中发现的另一件非常有趣的事情是,如果气泡和双锥X射线结构具有相同的来源,它们不太可能是由恒星形成或黑洞风产生。


在银河系中心附近,双锥X射线结构的底面非常窄,而恒星形成或黑洞风产生的前向激波很容易传播到很远的距离,导致底面比观测到的要宽得多。相比之下,准直喷流沿喷流方向迅速地将大部分能量储存到很远的距离,自然导致激波前沿在银河系平面附近有一个狭窄的底座。
目前银河系中的超大质量黑洞非常安静,没有任何证据表明目前有任何喷流活动,但中国科学院上海天文台的研究有力地表明“大约500万年前,有一对强大的喷流从人马座A*超大质量黑洞发出,持续了大约100万年,并产生了今天仍然可以看到的巨大费米气泡。

推荐阅读

西门子医疗光子计数CT获批FDA 下一个会是谁?国产厂商机会如何?

9月30日,FDA(美国食品药品监督管理局)宣布,一款光子计数CT产品获得批准,并称这是CT领域近十年来首次取得的重大技术进展。 2021-10-02

把种子送上太空种出来的东西更大?航天育种到底有何用处?

9月27日下午,神舟十二号载人飞船返回舱在北京举行开舱仪式,航天技术人员取出了航天搭载物品。技术人员将这些上过天的物品一件件取出,其中包括搭载的特色作物种子。 2021-10-01

科学家利用一个简单模型探究宇宙神秘X射线余辉来源

短伽马射线暴是极其明亮的高能光爆发。在许多这样的爆发中,一种长时间的辐射“余辉”被留下,这当中包括X射线。尽管许多科学家经过多年的努力,我们仍不知道这种余辉来自哪里。 2021-10-01

X射线引导使心脏放射消融术处于目标状态

悉尼大学ACRF Image X 研究所的澳大利亚富布赖特学者和博士候选人Nicholas Hindley开发了一种算法,可以使用低能 X 射线实时跟踪横膈膜——放射治疗期间内脏运动的主要驱动因素。 2021-09-30

北京大学第一医院应急保障能力建设项目数字化X射线透视摄影系统设备采购项目公开招标公告

招标项目的潜在投标人应在北京市阜成门外大街1号四川大厦西楼21层2102B室获取招标文件,并于2021年10月28日 09点30分(北京时间)前递交投标文件。 2021-09-30

阅读排行榜