凤凰星系团中心黑洞喷出的热气喷流

这是理解星系团中
【菜科解读】
射电天文学家已经探测到位于59亿光年外凤凰星座的凤凰星系团中心的星系中的黑洞喷射出的热气。
这是理解星系团中星系、气体和黑洞共同演化的一个重要结果。
星系在空间中不是随机分布的。
通过相互的引力吸引,星系聚集在一起形成被称为星团的集合。
星系之间的空间并不完全是空的。
整个星系团中有非常稀薄的气体,可以通过x光观测发现。
如果团内气体冷却,它会在自身重力作用下凝结,在团的中心形成恒星。
然而,冷却的气体和恒星通常不会在附近星团的中心被观察到,这表明一定有某种机制在加热星团内的气体并阻止恒星的形成。
热源的一个潜在候选者是被中央星系中的超大质量黑洞加速的高速气体射流。
凤凰星团是不寻常的,因为它确实显示了中心星系周围稠密的冷却气体和大量恒星形成的迹象。
这就提出了一个问题,“中央星系也有黑洞喷流吗?”
由日本国家天文台的Takaya Akahori领导的一个小组使用澳大利亚望远镜紧凑阵列(ATCA)在凤凰星系团中搜索到了迄今为止分辨率最高的黑洞喷流。
他们发现匹配的结构从中央星系的相对两侧延伸出来。
与钱德拉x光天文台档案资料中的观测结果相比,ATCA探测到的结构相当于密度较低的气体空洞,表明它们是由星系中的黑洞发射的一对双极喷流。
因此,该团队发现了第一个例子,在遥远的宇宙中,团内气体冷却和黑洞喷射共存。
星系和喷流的更多细节可以通过下一代观测设备的高分辨率观测来阐明,例如计划在2020年代末开始观测的平方公里阵列。
假的?火星生命藏身富含铁的岩石中?
火星上真的有生命吗?千百年来,科学家们一直在研究火星上是否拥有生命。
如今太空专家研究指出火星地下存在着巨大的冰冻水,而水是人类赖以生存的源泉。
随着科学的不断发展,火星有可能成为适合人类生存的第二个地球。
据报道,在地球上的很多地方都可以找到化石,这些远古生物的化石骨骼和外壳可以帮助我们了解地球上生命的进化和历史。
虽然化石是比较常见的,但不是每个死去的生物都会变成化石。
典型的化石通常是有机体在泥土或淤泥中死亡时形成的。
软组织腐烂,但伴随着沉积物硬化成岩石,矿物质会渗入骨骼和外壳中形成化石。
由于地球始终是个潮湿的动态世界,我们有丰富的化石记录,它们跨越数十亿年的时间范畴。
原则上,化石可以在任何有水和生命的星球上形成。
可能有遥远的系外行星上有着丰富的化石历史,包括火星。
火星现在的表面是干燥、寒冷的,而且经常处于紫外线辐射的烘烤,这些都不利于生命存在。
但早期火星与现在截然不同,那是个温暖、潮湿的世界,拥有广阔的海洋。
几十亿年前,火星就像地球这样适合生命生存,那里很有可能出现了生命。
潮湿的环境也使化石形成成为可能。
如果在火星上真有化石存在,我们今天应该能找到它们。
多年来,天文学家一直在努力确定火星是否曾经有过原始的生命形式。
我们已经知道这颗红色的行星在早期就有水,但是它有足够的时间来支持微生物的进化吗?科学家们曾有几次在火星上寻找生命的尝试,到目前为止,我们已经发现了诱人的线索,但还没有明确的火星生命迹象。
关键是要知道在哪里寻找。
美国宇航局NASA和欧洲航天局ESA都认为,这个问题的答案可能隐藏在火星表面,并计划进行深入研究。
他们希望研究火星表面能揭示过去生命的重要线索或痕迹,但这项任务有个重大挑战:机器人300024,股吧探测器无法探测到整个星球,科学家们不得不挑选出几十亿年前最适合生存的地点。
爱丁堡大学的研究人员在最新研究中指出,尽管选择可能会因一系列因素而有所不同,但在火星古湖遗址附近发现的、富含铁元素的岩石可能是最值得搜索的目标。
大约30亿到40亿年前,这些沉积岩在湖泊河床的泥土和粘土中形成,或者是在火星有水和适宜天气条件下形成的。
研究人员表示,,这些岩石中含有的铁和硅可能有助于化石的保存,使它们成为保存古代生命线索的最佳地点,如果它们真的存在。
更重要的是,这些岩石比地球上相同年龄的岩石保存得更好。
正如研究人员所说,这是因为板块构造运动或岩石运动形成了行星的外壳。
在地球上,这个过程很常见,可以在特定时间内摧毁隐藏在其内部的化石,而火星则不受任何类似的影响。
该研究小组将地球上的化石和石化过程数据与之前的火星探测器和轨道飞行器收集到的地质勘探数据结合起来,得出了这些结果。
爱丁堡大学的肖恩⋅麦克马洪Sean McMahon在
“吸血鬼”中子星爆炸与以近光速飞行的喷流有关
(图片来源:uux.cn/Danielle Futselar、Nathalie Degenaar、阿姆斯特丹大学Anton Pannekoek研究所。
)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):中子星是曾经死于超新星爆炸的大质量恒星的残骸。
总的来说,中子星被认为是已知宇宙中最极端的天体之一,尤其是当这些密度极高的恒星残余与伴星(尚未“死亡”)一起存在时,情况更是如此,因为伴星距离中子星的巨大引力足以从第二颗恒星上剥离物质。
换句话说,伴星就像中子星的恒星受害者。
这些“吸血鬼中子星”很特别,因为它们像宇宙中的Bela Lugosi一样复活了。
这是因为伴星的下沉物质会在中子星表面引发热核爆炸。
其中一些被偷走的物质被引导到中子星的两极,从那里以近光速以强大的天体物理喷流的形式爆发。
然而,究竟是什么导致了这些喷流的发射,以及它们是如何与这些热核爆发联系在一起的,仍然是个谜。
然而,新的研究为这个谜题提供了线索。
科学家们揭示了一种测量这些喷流速度的方法,并将这些值与中子星和它所享用的不幸双星伴星的质量联系起来。
这可能最终有助于解决这一与喷流相关的困境,并可能提供有关从伴星上剥离物质的其他物体的信息,如超大质量黑洞。
“我们第一次能够测量中子星发射的稳定喷流的速度,”主要作者、美国国家天体物理研究所(INAF)科学家托马斯·拉塞尔告诉Space.com。
“这些喷流,就像来自吸积黑洞的喷流一样,在我们的宇宙中是极其重要的,因为它们向周围环境传递大量能量,影响恒星形成、星系生长,甚至星系如何聚集在一起。
但我们并不真正了解这些喷流是如何发射的。
”拉塞尔解释说,此前,科学家们曾认为,喷流可能是由于受害者恒星中物质螺旋进入时剥离的物质旋转而产生的。
还有一种理论认为,喷流与旋转物体本身的旋转有关。
这项新的研究可能有助于确定哪个机制是主要负责的。
拉塞尔继续说道:“我们发现热核爆炸和喷流之间的联系,现在为我们提供了一个易于接近和可重复的探测器,以解开中子星喷流的发射机制。
”。
“因为我们认为所有类型的物体都以非常相似的方式发射喷流,这将有助于我们了解喷流是如何从所有物体发射的,甚至是位于星系中心的超大质量黑洞。
”中子星是如何爆炸的?为了得出他们的结论,拉塞尔和同事们检查了两个包含食中子星的系统:X射线双星4U 1728-34和4U 1636-536。
众所周知,这两个系统都会周期性地爆发热核爆发。
中子星表面的热核爆炸对科学家来说并不是一个新现象。
多年来,人们一直在分析这些爆炸,拉塞尔指出,天文学家总共观测到至少125颗“爆炸”的中子星。
拉塞尔说:“当中子星消耗附近恒星的物质时,吸积的物质会在中子星表面堆积起来。
在某个时刻,压力变得太大,就会发生不稳定的失控热核爆炸,在几秒钟内蔓延到中子星的整个表面。
”在X射线波段可以看到与4U 1728-34和4U 1636-536相关的爆发,这意味着该团队能够使用欧洲航天局的国际伽马射线天体物理实验室(INTEGRAL)太空望远镜进行探测。
拉塞尔继续说道:“我们发现,这些爆炸会导致一些额外的物质被泵入喷流,持续数十秒。
”。
“使用射电望远镜和澳大利亚望远镜紧凑阵列监测喷流,我们能够在这些额外的物质沿着喷流流下时跟踪它们,基本上为我们提供了一台宇宙速度相机来测量喷流速度。
”INTEGRAL太空望远镜的示意图,该望远镜是确定中子星喷流速度的整体。
(图片来源:uux.cn/ESA)他们希望看到的是X射线爆发后无线电发射的变化。
事实上,研究小组在每次热核爆炸的几分钟内就探测到了无线电亮度的增加。
这使研究人员得出结论,喷流的演变与热核爆炸密切相关。
拉塞尔说:“我们对喷气式飞机的反应如此清晰感到惊讶。
这些非常明亮清晰的耀斑顺着喷气式飞机流下,很容易被探测到。
”。
“我们确实预计会有一些回应,但认为会更加微妙。
”中子星喷流加速研究小组表示,这些喷气式飞机的速度是拼图中缺失的一块,这导致了喷气式飞机剧烈弹射和爆炸性进食事件之间的联系。
拉塞尔说:“速度对于了解喷气式飞机是如何发射的非常重要,这一新发现为回答这个问题打开了一个非常容易的窗口。
”。
“我们现在可以将这项实验应用于许多其他爆裂中子星,然后我们可以比较喷流速度与中子星的自旋、质量甚至磁场的相关性,所有这些都被认为是喷流发射的关键因素。
”如果该团队看到其中一种特性与喷流速度之间的相关性,它将揭示这些喷流的主要发射机制是什么——无论是中子星的旋转还是注入物质的旋转。
这是第一次测量来自中子星的这种喷流的速度,但值得注意的是,以前曾对黑洞进行过测量。
然而,拉塞尔解释说,在将中子星用作研究喷流发射机制的探测器时,中子星比黑洞具有巨大的优势。
他说:“中子星可以有非常精确测量的自旋、确定的质量,甚至可能有已知的磁场强度,所有这些在黑洞中都很难测量。
”。
“因此,目前只有通过中子星,我们才能开始将系统特性与喷流联系起来。
”总的来说,该团队现在已经在两个馈电中子星系统中看到了这一结果,但这是他们迄今为止唯一研究过的两个。
他总结道:“我们正在将我们的新技术应用于尽可能多的其他爆裂中子星,以揭示不同中子星性质的喷流速度是如何变化的。
”。
“一旦我们建立了足够的样本,我们将能够解开喷气式飞机生产的关键特性,揭示喷气式飞机是如何发射的。
”该团队的研究于周三(3月27日)发表在《自然》杂志上。