银河系黑洞周围发现巨型“气泡”

南非先驱性的MeerKAT射电望远镜的首个重大成果揭示了银河系中心剧烈爆炸的残余物

银河系中心射电辐射的合成图像,前景为 MeerKAT 望远镜阵列的一部分。

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在启用仅仅一年多后,一个超灵敏的南非望远镜在其首个重大成果中,发现了银河系中心区域上方和下方两个巨大的“射电气泡”。这些特征延伸了总共 430 秒差距(1,400 光年),约占太阳系和银河系中心距离的 5%。

气泡是气体结构,之所以能够被观测到,是因为内部搅动的电子在磁场加速时产生无线电波。描述这些特征的一篇论文的作者表示,这种活动表明,气泡是数百万年前热气体剧烈喷发的残留物,该论文发表在9月11日的《自然》杂志上。

研究人员表示,一种可能的解释是,银河系中心的超大质量黑洞经历了一段剧烈的物质吞噬期,从而产生了爆发。另一种可能是“恒星爆发”事件,即大约100颗大型恒星几乎同时形成,随后发生剧烈的死亡。它们的爆炸冲击波可能共同在银河系中心区域浓厚的星际物质中炸出一个洞。


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德国加兴欧洲南方天文台的天文学家奥利弗·普夫尔表示,恒星爆发和黑洞活动可能都参与其中,甚至相互加强。研究人员知道大约700万年前该区域发生过恒星爆发。“将射电气泡与这个恒星形成事件联系起来很有趣,”他说。

射电天文学家费尔南多·卡米洛是该天文台的首席科学家,他表示,使用南非 MeerKAT 射电望远镜(这是未来世界上最大的射电望远镜,平方公里阵列(SKA)的前身)的研究人员在创建银河系中心图像以庆祝天文台启用并测试其于 2018 年 4 月开始的全新设施时,发现了这些气泡。通常,研究人员需要数年时间才能让一个新的天文台正常工作并利用其进行科学研究。但是使用 MeerKAT,他们惊讶于事情进行得如此顺利。“它就像开箱即用一样,”卡米洛说。

这些气泡还可以解决射电天文学中的一个老难题。可能在其中加速的电子是数十年差距长的明亮物质“细丝”的来源,这些物质从银河系中心延伸出来,最早在 1984 年被发现。在伽马射线光谱中已经看到了比 MeerKAT 看到的更大的气泡,可能具有相似的起源。

耗资 44 亿兰特(3.3 亿美元)的 MeerKAT 是一个由 64 个射电天线组成的阵列,每个天线直径 13.5 米,位于北开普省的一个偏远地区。它将构成 2020 年代将要建造的 SKA 南非部分的核心。天文台的第二部分将在澳大利亚。

本文经许可转载,首次发表于2019 年 9 月 11 日

Davide Castelvecchi is a staff reporter at Nature who has been obsessed with quantum spin for essentially his entire life. Follow him on Twitter @dcastelvecchi

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