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著作者
青青世界
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發佈於
2014-12-26

1.3億光年外星系互相碰撞:絢爛似太空煙火秀

隨著聖誕節和新年的臨近,地球上的人們正迎來一年之中最輕鬆愉快的時光,而太空中似乎同樣充滿節日的喜慶氣氛。
  美國宇航局公布了幾組正發生相互碰撞的星系圖像,彷彿上演絢麗的太空煙火秀。不過儘管這些圖像看起來炫彩奪目,事實上它們同樣具有很高的科學價值——在這些圖像上可以識別出許多超亮的X射線源,它們可能代表了一類新的黑洞類型。

  圖像中展示的這兩個星系——NGC 2207 和 IC 2163距離地球約1.3億光年,位於大犬座,兩者相加,直徑約18萬光年。合成這些圖像所採用的數據源自美國宇航局的三台空間望遠鏡——錢德拉塞卡X射線空間望遠鏡,哈勃空間望遠鏡以及斯皮策空間望遠鏡。

  來自麻省理工學院,哈佛-史密松天體物理中心,哈佛醫學院以及位於德克薩斯亨茨維爾的薩姆休斯頓州立大學的科學家們製作了這些圖像。

  圖像中的X射線波段數據來自錢德拉望遠鏡,用粉色表示。之所以圖像中粉色的比例如此之高,是因為這些星系中含有迄今發現數量最多的所謂「極高光度X射線源」(ULXs)。

  這兩個星系,與我們的銀河系一樣,都擁有被稱作「X射線雙星」的恆星系統。在這樣的恆星系統中,一顆質量與太陽接近的恆星在一個非常近的軌道上圍繞一個中子星或小型黑洞運行,就像在電影《星際穿越》中所看到的那樣。

  這樣一個系統會釋放大量的X射線輻射,但相比之下,這兩個星系中大量存在的「極高光度X射線源」,其在這一波段的輻射強度則要大得多。

  然而,為何極高光度X射線源的輻射亮度要遠遠超過常規的X射線雙星,這一問題目前還未能得到很好的解釋,但科學家們認為這可能與前者所包含的黑洞質量較大有關——在這樣一個系統中存在的可能是兩個目前還尚未得到證實的「中等質量黑洞」在軌道上相互繞轉。

  目前從這兩個星系中科學家們已經識別出28個極高光度X射線源。

  除了X射線波段之外,哈勃望遠鏡的可見光波段數據在圖像中使用藍色,橘色和棕色表示,而由斯皮策空間望遠鏡獲取的紅外數據則用紅色表示。

  通過這些數據,科學家們發現,在星系任意區域的恆星形成速率與該區域存在的X射線源之間存在強烈的正相關關係。比如在星系的旋臂部分,這裡存在大量的極高光度X射線源,同時這裡也是新生恆星形成非常活躍的區域。

  這樣的相關關係表明位於一個黑洞雙星系統中的恆星通常是年輕而大質量的,並釋放大量的輻射。事實上,科學家們估算認為在這些星系中每年都有大約24顆新的恆星會被製造出來。而相比之下,銀河系中每年誕生的新生恆星數量大約僅有1~3顆。

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