星系煙火秀

原文標題：Galactic Pyrotechnics on Display

原文來自：NASA Posted: 2014. 7. 3

編譯：Melipal 審校：Linq （編譯版權所有，未經許可請勿轉載。）

位於大約2300光年以外的一個星系正在上演著令人難忘的煙火表演。這場星系煙火表演用到的並不是紙、火藥和火焰，而是有一個特大質量黑洞、衝擊波以及龐大的氣體庫的參與。

這場星系煙火秀正在NGC 4258（M106）中上演。這是一個類似銀河系的漩渦星系。然而該星系成名的原因是，它擁有一些我們的銀河系不具備的東西——兩條發出X射線、光學和射電輻射的額外旋臂。這一特徵又名反常臂，並不與星系平面重合，而是與其相交。

圖片提供：X射線：NASA/CXC/Caltech/P.Ogle et al；可見光：NASA/STScI；紅外線：NASA/JPL-Caltech；射電：NSF/NRAO/VLA

這張新的合成圖中可見反常臂的存在。圖中NASA的錢德拉X射線天文台獲取的X射線數據以藍色表示，美國國家自然科學基金會的卡爾·央斯基甚大天線陣獲取的射電數據以紫色表示，NASA的哈勃空間望遠鏡獲取的可見光數據以黃色表示，NASA斯必澤空間望遠鏡的紅外數據以紅色表示。

使用斯必澤進行的新研究表明，衝擊波（類似於超音速飛機形成的音爆）正在將大量的氣體加熱，氣體質量相當於太陽的1000萬倍左右。是什麼產生了這樣的衝擊波？研究者認為，NGC 4258中央的特大質量黑洞正在產生由高能粒子組成的強有力噴流。這些噴流轟擊著星系盤，產生了衝擊波。這樣的衝擊波轉而會將主要由分子氫組成的氣體加熱到了數千度。

錢德拉的X射線圖像揭示出了星系盤上下方的龐大熾熱氣體泡。這樣的氣體泡表明，原先位於星系盤中的大多數氣體都被黑洞的噴流加熱並拋射到了外圍區域。

噴流將盤中的氣體拋出，這對於星系的命運來說有著重要的意義。研究者估計，除非氣體得到了某種方式的補充，否則所有剩餘的氣體都將在在接下來的3億年中被拋出，對於宇宙時間尺度來說這是很快的。由於盤中的大多數氣體已經被拋出了，能夠形成新恆星的氣體很少。實際上，研究者使用斯必澤的數據估計出，NGC 4258中心區域恆星形成的速率比銀河系低上10倍。

研究者用歐洲空間局的赫歇爾空間天文台來證實了斯必澤的估計，也就是NGC 4258中心區域產星率很低。人們還使用赫歇爾獨立估計了星系中心剩餘的氣體數量。在考慮了激波導致的紅外輻射大幅度增加之後，研究者發現，氣體數量比先前估計的還要少10倍。

由於NGC 4258距離地球相對較近，天文學家可以以很高的精度研究這一黑洞是如何對宿主星系產生影響的。NGC 4258中心的特大質量黑洞比銀河系的大上10倍左右，消耗物質的速率也更快，這可能也增加了它對宿主星系演化的影響。

這些結果發表在2014年6月20日的《天體物理學通報》雜誌上，可以在線閱讀。論文作者包括來自加州帕薩迪那（Pasadena）加州理工學院的帕特里克·奧格爾（Patrick Ogle）、洛倫安妮·蘭茨（Lauranne Lanz）以及菲利普·阿普爾頓（Philip Appleton）。

位於阿拉巴馬州亨茨維爾（Huntsville）的NASA馬歇爾太空飛行中心為華盛頓的NASA科學任務理事會管理著錢德拉計劃。位於馬薩諸塞州坎布里奇（Cambridge）的史密松天體物理天文台控制著錢德拉的科研和飛行運轉。

（全文完）

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