费米气泡_费米气泡消失了

UFO爱好者

研究显示：“费米气泡”源自黑洞“大胃王”
参考消息网4月13日报道美国趣味科学网站3月16日报道称，我们银河系的超大质量黑洞“脾气真的很坏”。新的研究结果显示，银河系中两个最奇特、最巨大的结构可能是在我们银河系中心发生的一场长达10万年的爆炸中形成的。
这两个结构——以分别发现它们的望远镜命名为费米气泡和eROSITA气泡——横跨在银河系中心，形成一个巨大的沙漏形状。一组气泡在银河平面上方延伸超过2.5万光年，另一组则在银河平面下方延伸同样远的距离。
报道称，这两组气泡相互重叠，但它们似乎是由根本不同的物质构成的。费米气泡——其中充满了被称为宇宙射线的超高速粒子——只能被探测高能伽马射线的望远镜发现；而eROSITA气泡——充满了炽热气体——只能被X射线看见。科学家们对这些气泡的起源存在争议，但有一点是明确的：它们是很久以前在银河系中心附近一场古老而强大的爆炸的结果。
在3月7日发表在英国《自然·天文学》杂志上的一项新研究结果中，研究人员描述了他们如何模拟费米气泡和eROSITA气泡的爆炸历史，以确定它们究竟是在何处、何时以及如何形成的。利用发现这些神秘结构的伽马射线和X射线勘测数据，研究报告的作者们表示，这两组气泡很可能都是由我们银河系中心的超大质量黑洞在260万年前开始的一场长久爆炸创造的。
研究人员说，在数万年的时间里，数千个太阳大小的物质坠入黑洞，引发了这场爆炸，而爆炸使两股高能粒子喷流以接近光速的速度喷入太空，使巨大的气泡膨胀，并将附近的物质推向银河系的另一边。
报道称，如果研究团队的模型是准确的，那么它们表明，我们银河系中心的黑洞——尽管目前相对平静——曾经是一场激烈的能量风暴，对附近的物质有着强烈的渴望。
研究报告的第一作者、台湾“清华大学”助理教授杨湘怡说：“根据我们对费米/eROSITA气泡膨胀所需的喷流动力的估计，银河系黑洞的胃口非常好。从大约260万年前开始，它在10万年的时间里吞噬了大约相当于1000到1万个太阳质量的物质。”
2010年天文学家利用美国航空航天局（NASA）的费米伽马射线太空望远镜发现了费米气泡。10年后，另一个科学家团队在几乎同一位置发现了eROSITA X射线气泡。
报道介绍，科学家对这些庞然大物的存在提出两种貌似合理的解释：它们要么是由银河系中心附近一次威力极其强大的超新星爆炸形成的，要么是从银河系中心的超大质量黑洞人马座A*（质量约为400万个太阳）猛烈喷出的。
各种研究都试图证明一种解释或另一种解释，但这篇新论文是通过同时模拟费米气泡和eROSITA气泡的演化来提供一种解释的第一篇论文。
杨湘怡说：“我们的模拟是独一无二的，因为可以模拟高能粒子（产生伽马射线）与银河系中气体（产生X射线）之间的相互作用。”
报道称，研究团队以两大气泡的形状、大小和光谱（即它们发出的光的波长）为起点，估算了它们膨胀到目前的比例所需的能量。他们发现，唯一合理的解释是一场威力强大而又持久的黑洞爆炸，而仅仅一颗超新星是无法做到这一点的。
研究团队写到，这样的爆炸会使气泡逐渐膨胀。首先，需要大量的物质落入人马座A*。其中一些物质没有被完全吞噬，而是被导入速度极快的巨大喷流中，喷流让物质加速至接近光速并离开黑洞。（人们已经观察到这样的喷流从其他星系的黑洞中喷出。）
这些喷流像巨大的粒子加速器，把质子和中子变成高能宇宙射线，呼啸着穿过银河系。研究人员说，随着这些射线不断涌入太空，它们开始充满费米气泡。
此外，当费米气泡在银河系中高速膨胀时，它们把沿途遇到的周围气体推开，产生今天仍然可见的巨大冲击波。研究人员说，另一波加热的气体随着X射线辐射而发光——我们看到的就是eROSITA气泡，在费米气泡的边缘向外膨胀。
如果研究模型是准确的，它们不仅解释了银河系中两个最神秘结构的起源——还让科学家们近距离观察超大质量黑洞是如何塑造和改变周围星系的。
要揭开这个宇宙之谜，还需对这些气泡进行进一步研究。
来源：参考消息网
作者：文/虞子期
在宇宙的所有星系中，作为棒旋星系的银河系，应该是我们最为熟悉的一个。其中包括了数以亿计的恒星、星云，乃至星际尘埃和气体等物质，而我们所生活的太阳系也位于这个空间里。呈现出扁球体、拥有巨大的盘面结构，是我们对银河系外观最深刻的印象，但你或许有所不知，早在2010年的时候，就有科学家通过费米大面积望远镜，发现了位于银河系中心的突出物质，并将其最终被命名为费米气泡。它们就像是两个集中在银河系核心的巨大斑点，不仅拥有神秘的起源、令人惊叹的扩展速度，甚至还能与亚原子发生相互作用。那么，爆发于银河系的巨型气体间歇泉到底具有哪些特性，在它的内部又发生了哪些奇怪的事？

爆发于银河系的巨型气体间歇泉就费米气泡的本质而言，其实就是从银河系中心喷出巨大伽马射线的气体喷泉，并且，在这些类似间歇泉的流出物之中，还含有巨大的磁能量，相当于一百万次左右的超新星爆发事件释放的能量总和。但这些流出物对于我们人类而言，它并不会制造出可怕的危险，也并不是朝着我们的方向前进，并且，我们和银河系的中心还有3万光年的遥远距离。而费米气泡就位于银河系中心的上方和下方，在银河系平面上下延伸的幅度超过了25000光年，也是我们在银河系盘面附近发现的最大结构。并且，该区域中还充满了最有活力的光线形式，也就是所谓的伽马射线。

科学家们认为，正是由于费米气泡内产生了宇宙射线这种高能粒子，并通过这些粒子之间的敲击才导致了伽马射线的发出。并且，高能粒子的产物并不唯一，同时还会释放出几乎没有质量的中微子。事实上，要制作这样两个巨大的热气球并不容易，需要足够多的能量才能让热气体的传播范围超过25000光年。关于费米气泡的起源，充满了很多种可能，而费米气泡在银河系上下方的特殊延伸，或许可以成为一个最强有力的线索，因为这很可能意味着：它们被我们星系中心的超大质量黑洞射手座A *所捆绑。比如，射手座A *将一颗与自己距离太近的恒星撕成了碎片，而在该暴力事件中所释放出的强大引力能量形成了气泡。

神秘的费米气泡具有哪些特性数百万年前，银河系的核心喷发出了两个巨大的气泡，它们正在以每小时320万公里的速度向外太空扩展，并散发出大量的高能辐射。科学家们对这个银河系残余物的研究，已持续了接近十年的时间，主要是通过无线电波长和X射线来研究它的这些特征。众所周知，类星体是一种在超大质量黑洞附近快速引动的粒子，所产生的特殊光源，它的光足以强大到超越自己的母星系，而科学家们正是通过遥远类星体与宇宙起源光谱仪的配对，测量类星体PDS 456的紫外线在穿过北部气泡底部时的移动，得出了费米气泡的扩展速度。

在类星体的提示下，我们可以确定这些材料以大约每秒900到1000公里的速度涌出银河系，并通过该速度计算得出气泡的年龄应该是在250万到400万年左右。而我们的星系大约已有132亿年的年龄，这意味着气泡可能具有短暂和重复性，会经常发生在银河系的整个生命周期中。与此同时，通过新的哈勃观测，科学家们还确定了那些被气体吹扫的材料，应该是由铝、碳和硅这三种成分组成，这些气体代表了恒星形成的化石残余物，并通过恒星内锻造的重元素富集。而流出气体的温度大约在9700摄氏度左右，低于其他气体1000万摄氏度的温度。我们很难从远处研究其他星系中星暴驱动的气体流出，但我们却可以通过银河系的费米气泡来近距离地观察这些地层。

费米气泡中发生了奇怪的反应尽管，从费米气泡第一次被探测到开始计算，至今已有接近十年的时间，然而我们对它的了解依然还很有限。虽然费米气泡的温度很高，但由于其内部气体非常薄，因此我们无法通过肉眼直接观察，而是通过其中某些物质所散发的伽马射线，才得以捕获到它的踪迹。在之后对费米气泡进行的研究中，科学家们发现了十个来自该气泡的高能量中微子（方向相同），也就是说，位于费米气泡中的某些物质可能会产生这种不寻常的中微子，又或者，这只不过是一个巧合，这些中微子的真正来源是位于费米气泡之后更遥远的宇宙空间。

而更为重要的是，科学家们暂时无法确定，为什么宇宙射线正在产生伽马射线。或许就是费米气泡内部的相互作用，导致了伽马射线的产生，并在这个过程中让仪器探测到中微子的存在。这不仅是对费米气泡物理学解释的一大进步，也能为研究人员提供和它起源有关的重要线索。于是，科学家们又在现有数据的基础上、结合了新探测器的结果，对收集到的这些信息和气泡理论模型进行了结合，已探寻最佳组合。毕竟，最正确的科学探索方式，那就是收集足够的数据、充分排除各种假设，然后将事物推向更好的发展。

可能的情况并不只有一种，π介子可以因为费米气泡内质子的相互撞击而产生，衰变后的外来粒子变成了伽马射线；宇宙微波背景和费米气泡中的高能电子存在相互作用，其中一些光子巧合地被提升到了伽马状态；磁场因为受到费米气泡边缘的冲击波，将一些局部粒子驱动到高速状态、并因此而发射出宇宙射线。然而，在尽可能地进行尝试之后，研究人员并没找到一种适合所有数据的场景，简单来讲，科学家们对费米气泡的伽马射线因什么而驱动、以及在它的内部是否会产生中微子并不确定。