破紀錄的訊號給出了新的黑洞數目

簡介:天文學家在仙女座星系(Andromeda)後面觀察到了43個類星體,利用遙遠的信標繪製了它的熱氣暈。該星系被高溫的氣體包圍並且可能和銀河系共享一個共同的光暈。

天文學家在銀河系的姐妹星系-仙女座星系後面觀測到了43個類星體,並利用這些遙遠背景源繪製了它的熱氣暈

如果今晚天空晴朗,你可以到室外去就可以發現位於仙后座和仙女座星座之間的仙女座星系。我們的銀河系目前距離我們220萬光年,所以它狀似一個紡錘形的的絨毛,需要在黑暗的天空中才能看到。幾十億年後,我們的後代將會有更好的視野,因為我們幾乎是直接地面向它。

但是,即使在今天,新的觀測顯示這兩個星系已經“相互接觸”。對仙女座星系熱氣暈的最新研究表明,它很可能已經與銀河系氣暈重合了。

破紀錄的訊號給出了新的黑洞數目

圖解:這張圖顯示了科學家用來探測仙女座星系最外層區域的43個遙遠背景類星體的位置。圖片中的紫色展示了藝術家對熱氣體光暈的認知概念。美國國家航天局(NASA)/歐洲空間局(ESA)/E。Wheatley(空間望遠鏡研究所[STScI])

熱氣體就藏在眼前

每一個大型星系都被炙熱的氣體包圍著,這些氣體的溫度在1萬攝氏度到10萬攝氏度之間,是如此熾熱以至於它們仍不穩定。但是這些氣體很難被看見—它本身不會發出太多的光,因此天文學家把它視為吸收了來自背景光源的光的前景“雲”的一部分。

今年9月1日發表在《天體物理學雜誌》(可以從此處獲取預印本)上的一篇文章,由聖母大學的Nicolas Lehner以及他的同事們共同完成的,他們使用了空前數量的背景源來繪製仙女座星系周圍的熱氣暈。

類星體是星系的明亮中心,黑洞會在此處吞噬氣體—它們的光度足夠高,足以從宇宙的最早期時候發光。然而,它們都是光點,而且大多數前景星系在天空中都非常小。因此,儘管我們的宇宙中有數萬億個星系,但在任何一個星系背後的類星體數目通常都不會很多—通常只有一兩個。

但是仙女座星系距離我們足夠近,因此它看起來也足夠大,所以Lehner和他的同事們在天空中識別並觀察到了43個離它很近的類星體。(這項研究擴充套件了該團隊之前利用18個類星體進行的研究。)利用哈勃太空望遠鏡,研究人員測量了這些背景類星體的光譜,本質上是透過光暈採集了43個不同的“核心樣本”來繪製其結構。

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仙女座是一個巨大的聯合國,它也有銀河系的缺陷。因此,它的光環是一團亂麻也就不足為奇了。但是,Lehner的團隊在新的影象中發現光環本質上具有兩個截然不同的區域:受到擾動的內殼和更為光滑的外層區域。外層部分代表星系形成過程中的氣體殘餘;內殼顯示在最近的一段時間內被擾動過,很可能是由銀河系盤中的超新星爆發引起的。

一個共同的光暈

該團隊同時還發現這個光暈非常巨大—它從星系中心延伸了近200萬光年。如果我們能看到它,它將是北斗七星寬度的三倍。

如果銀河系光暈有相同的尺寸,並且沒有理由認為它不應該如此,那麼這兩個光暈實際上在空間上是重合的。但這並不是說它們之間的碰撞已經開始了:光暈氣體擴散得如此之廣,並且相對速度如此之低,以至於氣體本身不可能會發生碰撞。相反地,銀河系和仙女座星系很可能共享一個共同的光暈,正如模擬所示。

破紀錄的訊號給出了新的黑洞數目

圖解:來自CLUES宇宙模擬的這張圖顯示了與銀河系和仙女座星系相似的模擬星系。當考慮到更熱,更分散的氣體時,兩個星系具有共同的光暈(左圖)。考慮較冷的氣體(右圖)時,則顯示不具有共同的光暈。Nuza et al。, 2014, 皇家天文學會月刊(MNRAS)。

Lehner說:“不幸的是,在現實世界中,我們無法看到它,甚至可能無法獨立確定銀河系光暈的真實尺度。”觀察結果實在太難獲得了。

儘管如此,當你抬頭仰望天空中那片模糊的橢圓時,想象著我們的銀河系和它的姐妹星系正在跨越數百萬光年的距離相互連線在一起,這種想法仍然是很有趣的。

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附加語:

仙女座星系:仙女星系(英語:Andromeda Galaxy;M31;NGC 224;曾被稱為仙女座大星雲),位於仙女座方位的擁有巨大盤狀結構的旋渦星系,在梅西耶星表編號為M31,星雲星團新總表編號位NGC 224,直徑22萬光年,距離地球有254萬光年,是距銀河系最近的大星系。

仙女星系在東北方向的天空中看起來是紡錘狀的橢圓光斑,是肉眼可見的最遙遠的天體之一。

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仙女星系和銀河系同處於本星系群,算上暗物質的話,仙女星系質量小於銀河系,直徑至少是銀河系的1。6倍。仙女星系是本星系群中最大的星系,正以每秒300公里的速度朝向銀河系運動,在30-40億年後可能會撞上銀河系,最後併合成橢圓星系。

by:

MONICA YOUNG

FY: 墨青

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