银河系的能量从何而来？科学家或已知晓答案|银河系|望远镜|电子

简介：银河系中心区域似乎有大量被电离的电子，这通常需要持续、强大的能量来保持电子的离子状态，靠近超新星的区域或许有足够的理论能量来源，其他区域又是依托哪里的能量呢？WHAM望远镜有望揭晓答案。

　　鲍勃·本杰明是来自威斯康星大学麦迪逊分校天文系的教授，也是前述新研究的合著者。他在对银河系进行观测时发现了一个奇怪的现象：在银河系布满尘埃的黑暗的中心地带，有一个红色倾斜结构戳在当中。

　　倾斜盘——从这道红光可知，这一奇特结构是在被电离的氢气团中形成的，或是形成于别的具有足够能量将电子从原子或分子中分离出来的气体。由于它的结构相对于银河系其他部分的姿态是倾斜着的，科学家们又还无法解释它究竟如何形成，这样的现象被称为倾斜盘。然而，当一队宇航员终于有机会在太空中通过可见光观测到它神秘的电离气团时，科学家得出了答案。

　　上周，科学家将这项研究成果发表在了期刊《科学前沿》上，揭示了银河系能量来源的线索。

　　图注：这是一张艺术家描绘的布满尘埃的银心中的倾斜盘图像，图源来自威斯康星大学麦迪逊分校Dhanesh Krishnarao

　　这个现象让宇航员非常困惑的地方在于：它被电离的氢气团需要一个持续强大的能量源以使电子保持脱离状态，然而他们却不确定这种能量源是什么。

　　这项研究发现，银河系中心区域已经有48%的氢被一个来源不明的能量电离了。

　　马修·哈夫纳是这项研究的合著者，也是安柏瑞德航空大学的物理学和天文学助理教授，他解释说，当谈到电离气体时，所见即所知。“在不具有持续能量源的情况下，自由电子通常会在一个相对较短的时间内互相吸引并重新结合以回到中和状态。”哈夫纳在同这项研究一起发表的一篇声明中如此提到。“以新的方式看到电离气体应该能帮助我们发现使那些气体带电的始作俑者。”

　　为了确认这一能量源，宇航员们的目光穿过了银河系中心区域的尘埃和气体斑片，聚焦在了倾斜盘上。他们使用的是位于智利托洛洛山美洲际天文台的威斯康星H-Alpha测绘仪望远镜（WHAM）。

　　图注：位于智利托洛洛山美洲际天文台的威斯康星H-Alpha测绘仪望远镜。

　　“能够利用可见光来完成这些测量使我们可以更轻松地将银河系的核心与其他星系进行比较。”哈夫纳说。

　　在靠近银心的地带，星系中新生恒星释放出的能量会将气体电离化，然而，在远离银心的地方，那些气体则与人们在一类叫低电离星系核星系中发现的气体相似。

　　图注：银河系中央区域的倾斜盘鸟瞰图。图源：威斯康星大学麦迪逊分校-Dhanesh Krishnarao

　　低电离星系核星系的数量大约占整个宇宙星系数量的三分之一，且这些星系的中心区域的电磁辐射多于那些只在诞育新恒星的星系，少于那些拥有超大质量黑洞的星系。

　　“在威斯康星H-Alpha测绘仪望远镜这一新发现之前，仙女座星系是距我们最近的低电离星系核旋涡星系，但它仍是远在几百万光年以外的星系，”哈夫纳说，“而银河系的核心距我们仅有数万光年，现在我们可以对一个低电离区域进行更细致的考察了。”

　　“对这个扩张的电离化气团进行研究应该可以帮我们更多地了解我们银河系中心区域的现在和过去的环境。”

　　既然研究者们已经基于银河系中心释放电磁辐射的等级对其特点有所了解，下一步就是弄清楚这一将气体电离化的神秘能量了。为达成这个目标，他们得等待接任威斯康星H-Alpha测绘仪望远镜的设备来更细致地观测这些气体。

　　摘要：可见发射线可以用来将星系根据其主要的中心辐射源分为三类：活动星系核星系（AGN），恒星形成星系，或是可能从更早期的星体数量来追溯出电磁辐射的低电离星系核星系。使用威斯康星H-Alpha测绘仪望远镜，我们可以在银心八度以内从低消光窗口探测到可见发射线，这种发射线与具有1.5秒差距半径范围的中性气团的倾斜盘有关。我们通过修改这一倾斜盘的模型了解到：已发现的氢气团至少有48%被电离。[NII]λ6584和Hαλ6563的比率在银心半径上从0.3升至2.5，[OIII]λ5007和Hβλ4861也时常能被探测到。大多数倾斜盘视线的谱线比是低电离星系核星系的特点。

　　作者: inverse

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　　参考资料

　　1.WJ百科全书