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IT之家 8 月 11 日消息，近日，天文學家在研究銀河系中心的神秘結構 —— 費米氣泡時，意外發(fā)現(xiàn)了令人震驚的現(xiàn)象：在這些高溫等離子體構成的氣泡內(nèi)部，竟然存在著巨大的冷氫云。這一發(fā)現(xiàn)不僅為費米氣泡的起源和演化提供了新的線索，還可能改寫我們對銀河系中心超大質(zhì)量黑洞活動歷史的理解。
費米氣泡是兩個巨大的雙生球體，它們像一個巨大的沙漏一樣，分別從銀河系中心向上和向下延伸。這些氣泡由高溫等離子體構成，已經(jīng)在銀河系中心噴發(fā)了數(shù)百萬年，如今其從一端到另一端的跨度達到了約 5 萬光年，幾乎相當于銀河系長度的一半。這些氣泡只能通過伽馬射線觀測到，并且與另一個神秘的 X 射線結構 ——eROSITA 氣泡相互重疊。
此次，科學家們利用美國國家科學基金會位于西弗吉尼亞州的格林班克射電望遠鏡對費米氣泡進行研究時，發(fā)現(xiàn)了這些隱藏在高溫氣泡深處的巨大冷氫云。這些氣云的大小從約 13 光年到 91 光年不等，每一個都比我們的太陽系大得多。
研究團隊認為，這些冷氫云可能是數(shù)百萬年前從銀河系中心噴發(fā)出來的更大結構的殘余。北卡羅來納州立大學物理系副教授、該研究的主要作者榮蒙?博多洛伊(Rongmon Bordoloi)在接受《Live Science》雜志采訪時表示：“可以將其想象成將冰塊放入沸水中：小冰塊會迅速融化，但大冰塊會持續(xù)更久 —— 盡管它也在逐漸溶解。我們相信這些星云可能是更大結構的殘余，目前正被銀河系的星系風侵蝕。”
這一發(fā)現(xiàn)表明，銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞可能在比之前認為的更近的時間內(nèi)經(jīng)歷了一次劇烈的物質(zhì)噴發(fā)。博多洛伊補充道：“從原則上講，這些氣云本不應該在如此高溫的環(huán)境中存活這么久，但它們確實存在。這為我們提供了一種‘時鐘’：它們的存活表明銀河系中心的黑洞在數(shù)百萬年前才剛剛爆發(fā)。在宇宙時間尺度上，這不過是眨眼之間。”
此前，費米氣泡于 2010 年被美國宇航局的費米伽馬射線空間望遠鏡發(fā)現(xiàn)。盡管其大小與銀河系相當，但只能通過伽馬射線觀測到。費米氣泡的等離子體溫度極高，超過 100 萬開爾文(IT之家注：約 82 萬攝氏度)。科學家們推測，這些氣泡可能是銀河系中心超大質(zhì)量黑洞在古代一次劇烈噴發(fā)的結果。當時，黑洞同時向銀河系平面的上方和下方噴射出兩股物質(zhì)射流，將附近的物質(zhì)卷起并拋向太空。
新發(fā)現(xiàn)的冷氫云可能就是那次噴發(fā)物質(zhì)的殘余。博多洛伊指出，這些冷氫云在被卷入費米氣泡時，其初始規(guī)模可能比現(xiàn)在大得多，否則無法在如此高溫的環(huán)境中存活至今。這些冷氫云位于費米氣泡內(nèi)部，距離銀河系中心約 1.3 萬光年。
這一發(fā)現(xiàn)可能有助于解開費米氣泡的一個重大謎團，因為它極大地限制了費米氣泡的年齡范圍。這一年齡反過來又暗示，每當大量物質(zhì)落入我們星系中心的超大質(zhì)量黑洞時，它可能會經(jīng)歷劇烈的、間歇性的爆發(fā)，而且最近一次爆發(fā)的時間比之前認為的更近。然而，我們星系中黑洞爆發(fā)的精確時間仍是一個未解之謎。
博多洛伊總結道：“可以肯定的是，像費米氣泡以及最近發(fā)現(xiàn)的 eROSITA 氣泡這樣的特征表明，銀河系中心在過去比我們曾經(jīng)認為的要活躍得多。”
