銀河系周圍的巨大氣泡比我們想像的更複雜

在銀河系銀河平面的上下方，有一對巨大、對稱的氣體團像宇宙沙漏的裂片一樣延伸出來，發出微弱的 X 射線光芒。

它們被稱為 eROSITA 氣泡，以 2020 年發現它們的 X 射線望遠鏡命名，其位於銀河系巨大的氣體外殼中，或稱「環銀河介質」，距離銀河系中心兩側延伸約 45,661 光年。

構成這些氣泡的高能氣體具有相當均勻的溫度，如果在過程中溫度變高，這是由於其通過介質時的衝擊所造成的。然而現在科學家有一個驚人的發現，使得它們現在看起來比最初更複雜。

來自 NASA 和日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 共同運行的朱雀衛星的數據顯示，氣泡的 X 射線光芒並不是因為它們比周圍的環境更熱，而是因為這些氣體的密度更高。

現任職於俄亥俄州哥倫布州立社區學院的天文學家 Anjali Gupta ：「我們的目標是真正更多地了解銀河系周圍的介質，這些氣泡對了解我們的星系如何形成和演化非常重要。」

「我們研究的很多區域恰好位於氣泡區域內，所以我們想看看在氣泡內與遠離氣泡的區域相比有何不同。」

根據對氣泡和周圍介質的 230 個 X 射線觀測檔案的分析，研究人員發現以前使用的方法無法充分描述溫度數據的傳播。

以前，由於氣泡外殼的相對亮度， eROSITA 氣泡和周圍的銀暈之間存在溫差。根據較新的分析方法，亮度下降是由於氣泡內氣體的密度較高，而不是熱量影響。

從圖中可以看到氣泡從銀河中心延伸出來。(Gupta et al., Nature Astronomy, 2023)
這項研究還顯示出這些氣泡是如何形成的：從氣泡殼中氖氧和鎂氧的非太陽比率讀數可以看出，這些氣泡是由核星團形成，或從其他天體（例如大質量恆星）注入的能量所形成。

這使得先前的假設變得不太可信，也就是超大質量黑洞及其相關活動——當物體被捲入黑洞時的拉力產生的高速風——是 eROSITA 氣泡產生的幕後推手。

俄亥俄州立大學的天文學家 Smita Mathur 說：「目前的數據支持的理論是，這些氣泡很可能是由於銀河系中心強烈的恆星形成活動而形成的，而不是在銀河系中心發生的黑洞活動。」

人們認為 eROSITA 氣泡與被稱為「費米氣泡 (Fermi bubbles) 」的較小但形狀相似的氣體團有關，費米氣泡是 NASA 伽馬射線望遠鏡在 2010 年發現的。天文學家認為，同樣的事件造成了這些星系氣泡的誕生，因此這些發現可能也與此相關。

當談到該研究的下一步計畫時，最新研究背後的團隊希望能看到未來的太空任務中收集到更多氣泡數據，以及對目前我們已有的資訊進行新的研究，以期未來提高我們對星系和其內部恆星是如何形成的認識。

Gupta 説：「科學家們需要確實了解氣泡結構的形成，因此我們使用了不同的技術來改進模型。」

該研究已發表在《自然天文學》期刊上。