在银河系的中心,发现大量神秘的细丝
2023-06-07 21:11

在银河系的中心,发现大量神秘的细丝

本文来自微信公众号:原理 (ID:principia1687),作者:不二北斗,题图来自:视觉中国


看,这些像是节日里飘荡在空中的彩纸屑细丝,是隐藏在银河系中心的神秘结构。


存在于银河系中心的细丝,垂直平行于水平运行的银道平面。(图/Farhad Yusef-Zadeh et al. )


不一样的细丝


对Farhad Yusef-Zadeh来说,这些纤维状的细丝结构并不陌生。故事要从20世纪80年代初说起。当时,Yusef-Zadeh、Mark Morris,以及Don Chance在人马座A*(Sgr A*)附近,也就是银心的超大质量黑洞附近,发现了大量纤维状的一维结构。这是科学家首次在银心发现这种巨大的细丝结构。


自那时起,在银心附近发现的细丝数量就在不断增加。去年,由Yusef-Zadeh领导的研究团队宣布,他们又在银心发现了近千条这样的细丝,它们成对或成群出现,通常以相等的间距并排堆叠,就像竖琴上的琴弦一样。这些细丝全部都垂直于银道面,长度可达150光年。


银心的垂直于银道面的细丝,不同颜色表示的是位置角度。(图/Farhad Yusef-Zadeh et al. )


现在,Yusef-Zadeh与合作者在《天文物理期刊》上报道了一项新的发现。他们观测到了一群新的纤维状物质。与之前的相比,尽管这些新的细丝也有一些相似之处,但它们在长度与方向上都有很大的不同。因此,一个合理的猜测是,它们应该具有不同的起源。


水平 vs 垂直


研究人员发现,新观测到的这些细丝大约有600万年的历史。与之前发现的细丝相比,这些新发现的细丝要短得多,长度在5到10光年之间,看起来更像是摩斯码中的点和线。


银心的短的放射状细丝。(图/Farhad Yusef-Zadeh et al. )


在方向上,它们与Sgr A*周围的银道面是平行的,而非垂直。垂直的细丝分布在银心周围的空间,而这些平行的细丝就像是车轮的辐条一样,绕着银心的黑洞径向分布,并且似乎只向一侧展开,指向黑洞的方向。


这样的发现让研究人员非常惊讶,他们已经习惯了在银心观测到垂直于银道面的细丝,从没预想过会出现这种情况。在进行了大量的分析工作后,他们才敢确定自己看到的画面。


人马座A*(Sgr A*)的外向流。(图/Farhad Yusef-Zadeh et al. )


它们的不同之处还不仅于此。除了长度和方向上的不同,研究人员还发现,垂直的细丝具有磁性和相对论性,而平行的细丝似乎会发射热辐射。构成垂直细丝的粒子会以接近光速的速度运动,而构成水平细丝的粒子,似乎会加速分子云中的热物质。


基于这些观测结果,研究人员认为,这些短的平行于银道面的细丝,很可能与几百万年前的发生在Sgr A*的一次活动的外向流有关,而这些细丝应该就是外向流出的物质与其附近物质相互作用的结果。


不会结束的任务


这项新的发现建立在Yusef-Zadeh四十多年来的研究基础之上,它充满了未知。Yusef-Zadeh将这海量的新发现归功于射电天文学技术的提高,尤其是南非射电天文台(SARAO)的MeerKAT望远镜。


由MeerKAT射电望远镜收集到的数据合成的部分银心的射电图像,可以看到射电气泡和相关的垂直磁化细丝。(图/MeerKAT/SARAO)


为了精确地定位这些细丝,Yusef-Zadeh团队使用了一种技术来去除MeerKAT图像中的背景和平滑噪声,以便将细丝与周围的结构区隔开来。


Yusef-Zadeh表示,揭开其奥秘的工作才刚刚开始。他认为,通过分析这些细丝,可以更多地了解黑洞的自旋以及吸积盘的定向,进而在银河系中心的混沌场中找到秩序。而这些工作永远不会有结束的一天,因为总有新的观测结果出现,这些结果将不断挑战着天体物理学家们的想法,改进他们的分析。


参考来源:

https://news.northwestern.edu/stories/2023/06/mysterious-dashes-revealed-in-milky-ways-center/

https://gizmodo.com/hundreds-one-dimensional-filaments-galaxy-core-1850495863

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acd54b


本文来自微信公众号:原理 (ID:principia1687),作者:不二北斗

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