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银河系中央巨大辐射气泡之谜将揭开 或为发现暗物质关键|气泡|银河系

2015-01-29

凤凰科技讯 北京时间1月29日消息,据科学日报报道,与其它星系相比,银河系一片平静祥和。但它并非总是如此温顺。2010年哈佛-史密松天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics,缩写为CfA)的一支科学家小组发现了位于银河系银盘上方和下方延伸几万光年的一对“费尔米气泡”。这些结构是发源于银河系中央的巨大辐射气球。这暗示了几百万年前曾发生了一起强大的事件,很可能是在银河系中央黑洞吞噬大量气体和尘埃的时期,后者质量相当于几百甚至上千个太阳。

一支科学家小组发现了位于银河系银盘上方和下方延伸几万光年的一对“费尔米气泡”

在美国天文学会冬季会议上,发现费尔米气泡的三名物理学家——道格拉斯·芬克拜纳(Douglas Finkbeiner)、特蕾西·斯莱特尔(Tracy Slatyer)和苏萌( Meng Su)——揭示了费尔米气泡的研究可能可以提供我们星系历史的新见解。更多研究或可以帮助搜寻暗物质。

“现在看来,在过去银河系的黑洞比现在活跃几千万倍,” 美国麻省理工学院帕帕拉多研究员(Pappalardo Fellow)、爱因斯坦研究员、MIT卡夫利天体物理学和空间研究所的苏萌这样说道。“在发现费尔米气泡之前,人们总在讨论这种可能性,但没有任何证据表明黑洞曾经那么活跃。费尔米气泡的发现或改变了整个格局。”

在其它星系也曾发现相似的气泡,但是科学家们无法确定费尔米气泡是否是由与其它气泡相同的机制产生的。这是因为虽然费尔米气泡也是以高能量伽马射线的形式辐射,但其它星系里的气泡非常遥远以至于地球无法观测到它们释放出的伽马射线。但是通过X射线、无线电波和微波可以观察到这些遥远气泡。在未来,对费尔米气泡不同波长的更精确测量将提供与其它星系里气泡对比的更多见解,也可以帮助揭开过去300至400万年前银河系星核内发生的事件。

但这还是不全部。对费尔米气泡的进一步研究可能可以帮助鉴别暗物质,天体物理学家最初是在寻找暗物质时意外发现费尔米气泡的。这是因为气泡起源的银河系中央被认为是发现暗物质证据的最佳地点之一。这样的证据可能是检测到的过量的伽马射线,后者是暗物质粒子彼此发生相互作用时产生的。为了找到这些过量的伽马射线,天体物理学家需要透彻的理解费尔米气泡。这一理解将帮助研究人员更自信的从整个伽马信号中抽取费尔米气泡释放的伽马射线,从而实现进一步寻找来自暗物质的过量伽马射线。

在某些被广泛接受的暗物质模型里,“我们预计星系中央的信号将比天空其它地区的更明亮,” MIT物理学助理教授、MIT卡夫利天体物理学和空间研究所的特蕾西·斯莱特尔这样说道。“因此放弃银河系中央并不是个明智的选择。”的确,斯莱特尔继续说道,在星系中央的伽马射线地图中已经出现了暗物质的暗示,这些暗示可能最终导致暗物质的发现。

哈佛大学天文学和物理学教授、哈佛-史密松天体物理中心理论和计算研究所的道格拉斯·芬克拜纳对此表示同意。“如果我们在寻找暗物质时发现了费尔米气泡,而在研究费尔米气泡时发现了暗物质,这将是个莫大的讽刺。” 芬克拜纳说道。(编译/严炎刘星)

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