我們銀河系中心可能是宇宙中最神秘的地方之一了，天文學家必須要穿過厚厚的塵埃才能觀察到那裡發生了什麼，這些塵埃給天文學家的研究帶來了困難，因為他們試圖觀察銀河系中心的所有輻射，以及了解它們的確切來源。
一項基於20年數據的新研究，以及一個本不應該存在的氫泡正在幫助天文學家理解銀河系中心的所有能量。
在某些方面，我們對其他星系的了解比我們對自己星系的了解要多，這已經變成一個天文特性了。科學家已經在可見光下檢查了來自數千個其他螺旋星系中心的能量。但是對於我們自己的銀河系來說，厚厚的氣體和塵埃雲卻阻擋了科學家們的視線。
為了尋找銀河系能量的線索，一組研究人員檢查了威斯康辛州H-Alpha Mapper望遠鏡(WHAM)數十年的數據。他們的研究結果發表在一篇名為《發現來自星系內部的漫射光發射線：類似LI(N) er氣體的證據(Discovery of diffuse optical emission lines from the inner Galaxy: Evidence for LI(N)ER-like gas)》的論文中，論文發表在《科學進展》雜誌上，論文第一作者是來自威斯康星大學的Dhanesh Krishnarao。
在銀河系中心附近有大量的氫，這些氫被來自銀河中心的能量電離(作為電離氣體，它的電子被剝離了)。
WHAM望遠鏡是專門設計用來觀測電離氫的望遠鏡，在望遠鏡裡觀察時，氫會呈現紅色。
被電離的不僅僅只有氫。氣體被電離後，離子通常會在短時間內重新結合成中性。所有這些氫都被一種能量源不斷地電離，這就是WHAM數據和銀河系中心的能量之間的聯繫。
天文學家認為，這種電離的能量來源是恆星的形成，但恆星形成不是決定性的來源。
WHAM是專門研究電離氣體的望遠鏡，銀河系包含一層很厚的電離氣體，稱為暖電離介質(WIM)，它是銀河系星際介質的一個獨特而主要的組成部分，也是WHAM的主要目標。
研究合著者、安柏瑞德航空大學的L. Matthew Haffner在一份新聞稿中解釋道：「如果沒有持續的能量來源，自由電子通常會在相對較短的時間內找到彼此，重新結合回到中性狀態。能夠以新的方式觀察電離氣體，將有助於我們發現能夠使所有這些氣體保持能量的來源。」
研究合著者鮑勃·班傑明(Bob Benjamin)是威斯康辛-懷特沃特大學的天文學教授，而這一切都始於班傑明在幾年前審查WHAM數據的時候。
這些數據來自於對銀河系中的電離氫的觀測。班傑明發現了他所謂的「紅旗(red flag)」區域，也就是從銀河系布滿塵埃的中心伸出來的一個形狀奇特的電離氫泡。
天文學家稱之為「傾斜盤」，它奇怪的形狀並不能用星系旋轉之類的物理原因來解釋，它背後有著其他的成因。
研究人員意識到這是一個難得的機會：這個傾斜盤從厚厚的塵埃中突了出來。多虧了WHAM，研究人員現在可以用光學來研究它了。
通常來說，由於被灰塵遮住，傾斜盤只能在紅外線或無線電中看到，這使得研究人員可以將銀河系的中心與其他螺旋星系的可見光進行比較。
Haffner說：「利用可見光進行這些測量使我們能夠更容易地將銀河系的核心與其他星系的進行比較。」
過去的許多研究都測量了宇宙中數千個螺旋星系中心的電離氣體的數量和質量。但這是第一次我們能夠將我們星系的測量數據和這麼大的測量數據進行直接比較。」
構成WIM的電離氣體科學模型有很多，在這項新的研究中，主要作者Dhanesh Krishnarao用了一個模型來預測在班傑明發現的紅旗區域中應該有多少電離氣體。
他用WHAM的原始數據完善了這些預測，並得出了氣泡結構的精確三維圖像。利用光譜學，研究人員確定了有多少氮和氧的存在，為這個結構的整體組成提供了更多的線索。
結果顯示，在傾斜盤中，48%的氣體被一種未知的能量源電離。正如第一作者Krishnarao所說，「現在可以利用銀河系來更好地了解它的本質了。」
在這項研究之前，科學家只對中心地區的中性或非電離氣體有所了解。現在，他們對電離氣體有了更好的理解，他們還知道，隨著這些電離氣體離銀河系中心越來越遠，這些電離氣體也會發生改變。這是一個重要的發現，因為它首次表明銀河系與其他被稱為LINERs的螺旋星系是相似的。
Krishnarao解釋說：「在銀河系的中心附近，氣體會被新形成的恆星電離，但是當你離中心越遠，事情就會變得越來越極端，氣體會變得類似於一類被稱為LINERs或低電離(核)發射區( low ionization (nuclear) emission regions)的星系。」
LINERs是通過譜線排放來識別的星系核心，這些譜線顯示了弱電離或中性原子的存在，比如O、O+、N+和S+。鄰近星系中大約有三分之一是LINERs，它們比那些唯一能量來源是恆星形成的星系有更多的輻射，但比那些有活躍超大質量黑洞的星系的輻射要少。
現在，我們已經知道我們自己的銀河系是一個LINER，這意味著天文學家現在可以近距離和個性化地研究一個LINER。
Haffner說：「在WHAM的發現之前，仙女座星系是離我們最近的LINER 螺旋星系，但它仍然在數百萬光年之外。由於銀河系的中心只有幾萬光年遠，我們現在可以更詳細地研究LINER 區域了。研究這個擴展的電離氣體應該有助於我們了解銀河系中心現在和過去的環境。」
當然，還有很多問題是有待解決的。即使我們現在知道銀河系是一個LINER，班傑明發現的泡沫結構也似乎在沿著它的橢圓軌道接近我們，但最關鍵問題仍然沒有答案：究竟是什麼能量來源在推動所有的這些電離活動?
這個問題可能需要等到WHAM的繼任望遠鏡來回答了，這個望遠鏡已經計劃好了，但尚未透露名字。
Haffner 說：「在接下來的幾年裡，我們希望建造WHAM的繼任望遠鏡，這將使我們對正在研究的氣體有更清晰的認識。現在我們的地圖『像素』是滿月的兩倍大。對於對這種氣體進行首次全天空探測來說，WHAM一直是一個很好的工具，但我們現在渴望得到更多細節。」
【翻譯/前瞻經濟學人APP資訊組】
本文來自： 前瞻網
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