350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認

2020-06-05 魅力科學君

2009年，哈佛大學的天文學家道格拉斯.芬克班納(Douglas Finkbeiner)，在利用來自費米伽瑪射線太空望遠鏡的觀測數據繪製天空圖的時候，發現在銀河系附近區域存在著一個暗弱的邊界，這馬上引起了科學界的注意，隨著後續研究的深入，科學家繪製出了這個邊界的精確形狀，並將其命名為「費米氣泡」（如下圖所示）。


350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認

「費米氣泡」是兩個由氣體、塵埃以及宇宙射線構成的橢球體結構，它們對稱分布於銀河系中心的兩側，其兩端與銀河系中心的距離均為2.5萬光年。

那麼「費米氣泡」的形成機制是什麼呢？科學家推測在幾百萬年前，銀河系中心的超大質量黑洞「人馬座A*」（Sagittarius A*）發生了一次大噴發，並在其南北兩級形成了兩股巨大的黑洞噴流，而「費米氣泡」就是這次大噴發的產物。


350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認

2020年6月初，一個來自空間望遠鏡研究所（STScI）的研究團隊在一篇文章中表示，他們的研究表明，350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認。

根據該團隊的天文學家安德魯.福克斯（Andrew J. Fox）的介紹，他們確認了當時從「人馬座A*」南極噴發出的噴流所遺留下來的關鍵證據——在這個方向的20萬光年外，存在著一條被高度電離的巨大帶狀氣體結構。


350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認

這個氣體結構屬於「麥哲倫星流」（Magellanic Stream），這是一個跨越了近半個銀河系的狹長氣體帶，由於這裡的溫度很低，通常情況下是很難觀測到的，為了解決這個問題，該團隊利用了利用特定波長的類星體光譜（註：類星體是一種光度極高的天體，擁有「宇宙探照燈」的稱號）。

研究人員稱，此次大噴發形成了兩個的「輻射錐」，剛開始的其直徑較小，隨著與銀河系中心的增加，這兩個「輻射錐」的直徑也迅速放大，並最終離開了銀河系。


350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認

（圖片來自NASA / ESA / L.Hustak，STSc）

在這個過程中，從「人馬座A*」南極方向發射出的「輻射錐」擊中了「麥哲倫星流」的部分區域，其強大的電離輻射將這裡的大量氣體高度離子化，以至於現在的我們仍然能夠觀察到。科學家對相關數據進行了建模，計算機模型的演算結果顯示，此次事件發生在350萬年前，而其釋放出的能量相當於大約20000個超新星爆發（Ia型超新星）的能量總和。


350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認

當黑洞噴發的時候，會形成大量的高速粒子噴射流，這種粒子流的速度極高（接近光速），它們會通過與沿途的星際物質相互作用而產生非常高的溫度，從而釋放出耀眼的可見光。而因為此次大噴發釋放的能量極高，所以即使是不在它的「攻擊範圍」內，在銀河系的其他位置也可以感受到它釋放出的可見光。

地球當然也不例外，而因為地球距離銀河系中心只有2.6萬光年，所以在當時的地球上，這次大噴發所產生的可見光將會非常地明顯。

需要指出的是，在350萬年前原始人類已經出現在地球上，也就是說，在銀河系中心發生了大噴發的大約2.6萬年之後，地球上的原始人類目睹了這一切。


350萬年前銀河系中心發生了一次大噴發，其關鍵證據現已得到確認

(圖片來自NASA / ESA / G。Cecil，UNC，Chapel Hill和J.DePasquale，STScI）

可以想像的是，假如地球正處於此次大噴發的「槍口」之下，那這些原始人類就會徹底「涼涼」，當然也就沒有現在的我們了。看到這裡可能有人要問了，假如銀河系中心再來一次大噴發，會傷害到地球嗎？答案是我們不必為此擔心，因為黑洞的噴流都是從其南北兩極噴發出來的，而從地球在銀河系中的位置來看，它根本就不可能擊中我們的地球。

本文參考資料：Andrew J. Fox et al. 2020. Kinematics of the Magellanic Stream and Implications for its Ionization. ApJ, in press; arXiv: 2005.05720

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見`

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