银河系惊现巨大磁晕,震撼科学界!
我们所处的这一小片宇宙区域 被囊括于一个广袤的 暗物质 外壳之内。
尽管在这个基本不可见的球体中散布着的几颗 孤立恒星 之间的空间看似空荡,但在银河系这片荒野中却有诸多事情在发生。
通过对星系周围空间中炽热气体发光的研究,天体物理学家发现了巨大磁场的证据,这些磁场在我们星系的暗物质“晕”中蜿蜒穿行。
“这项工作首次提供了对银河系 X 射线发射晕中磁场的详细测量,并揭示了恒星形成活动与星系外流之间的新联系,” 意大利国家天体物理研究所(INAF)的天体物理学家何寿章解释道。
“我们的研究结果表明,我们观察到的磁脊并非只是巧合的结构,而是与我们星系中的恒星形成区域密切相关。”
这项研究是基于两个巨大结构所发出的 X 射线光展开的。于 2020 年被发现,这些“eROSITA 气泡”在银河系中心的两侧延伸超过 45000 光年。它们由大量的气体和等离子体的外流来提供动力;这种介质中的冲击致使气泡在 X 射线范围内发出明亮的光芒。
当这些气泡被发现时,科学家们认为存在两个主要的来源竞争对象。
一种是来自银河系中心超大质量黑洞的活动情况。如果它经历了一段喷流活动期,所产生的热量和能量或许能够吹起这些气泡。
第二种解释是星暴活动。这个星系现在相当安静,不过它有可能经历过一段强烈的恒星形成时期。这也可能产生了充足的热量和能量,进而形成了向星系晕扩展的 eROSITA 气泡。
张和他的同事们觉得,如果存在任何磁场的话,或许会有一些答案。
光在穿过磁场时,会依据磁场的方向定向,这种现象被称为偏振。
我们可以对我们的望远镜所收集到的光进行检查,不仅能够看到其偏振的证据,还能够看到产生它的磁场的方向。
当研究人员对 eROSITA 气泡所发出的广谱光的偏振进行研究时,他们发现了巨大且长长的磁化丝。
研究人员表示,如果我们能够用眼睛看到这些丝状物,它们在天空中的延伸长度会比满月的宽度长 150 倍。
而这些丝状物表明,eROSITA 气泡起源于恒星形成。
在距离银河系中心约 10,000 至 16,000 光年之处,一个恒星形成环或许产生了热量与风,致使热气和等离子体在数万年的时间里向银河系晕膨胀,膨胀距离达数万年。
“现在众所周知,一小部分‘活跃’星系能够产生由超大质量黑洞的吸积作用,或者强烈的恒星形成事件所驱动的物质外流,这对其所在星系产生了深远影响。这种外流被认为是调节星系以及其中心黑洞生长的基本要素,”INAF 的天体物理学家加布里埃莱·庞蒂解释道。
“在这种情况下,让我觉得着迷的是,即使是像许多其他星系一样平静的银河系,也能排出强大的外流,特别是位于旋转中心末端的恒星形成环对星系的外流有着显著的贡献。也许银河系正在向我们揭示一种在与我们类似的星系中常见的现象,从而帮助我们了解这些天体的生长和演化。”
当然,这还不确定;要对气泡的来源做出可靠的判断,还需要进行更多的分析。该团队的发现与最近的模拟结果一致,但需要更详细的模拟来确定恒星形成是否能产生我们在 eROSITA 气泡中观察到的那种外流。
但磁场是这一谜题的重要组成部分。
“这项研究为我们对于星系晕的理解开拓了新的领域,”张说,“并且有助于加深我们对于银河系复杂且动态的恒星形成生态系统的了解。”
该研究已发表在《自然·天文学》。