科學家發現位於銀河系一對“費爾米氣泡”

科學家發現位於銀河系銀盤上方和下方延伸幾萬光年的一對“費爾米氣泡”

科學日報報導，與其它星系相比，銀河系一片平靜祥和。 但它並非總是如此溫順。 2010年哈佛-史密松天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics，縮寫為CfA)的一支科學家小組發現了位於銀河系銀盤上方和下方延伸幾萬光年的一對“費爾米氣泡” 。 這些結構是發源於銀河系中央的巨大輻射氣球。 這暗示了幾百萬年前曾發生了一起強大的事件，很可能是在銀河系中央黑洞吞噬大量氣體和塵埃的時期，後者質量相當於幾百甚至上千個太陽。

在美國天文學會冬季會議上，發現費爾米氣泡的三名物理學家——道格拉斯•芬克拜納（Douglas Finkbeiner）、特蕾西•斯萊特爾（Tracy Slatyer）和蘇萌（ Meng Su）— —揭示了費爾米氣泡的研究可能可以提供我們星系歷史的新見解。 更多研究或可以幫助搜尋暗物質。

“現在看來，在過去銀河系的黑洞比現在活躍幾千萬倍，” 美國麻省理工學院帕帕拉多研究員(Pappalardo Fellow)、愛因斯坦研究員、MIT卡夫利天體物理學和空間研究所 的蘇萌這樣說道。 “在發現費爾米氣泡之前，人們總在討論這種可能性，但沒有任何證據表明黑洞曾經那麼活躍。費爾米氣泡的發現或改變了整個格局。”

在其它星係也曾發現相似的氣泡，但是科學家們無法確定費爾米氣泡是否是由與其它氣泡相同的機制產生的。 這是因為雖然費爾米氣泡也是以高能量伽馬射線的形式輻射，但其它星系裡的氣泡非常遙遠以至於地球無法觀測到它們釋放出的伽馬射線。 但是通過X射線、無線電波和微波可以觀察到這些遙遠氣泡。 在未來，對費爾米氣泡不同波長的更精確測量將提供與其它星系裡氣泡對比的更多見解，也可以幫助揭開過去300至400萬年前銀河系星核內發生的事件。

但這還是不全部。 對費爾米氣泡的進一步研究可能可以幫助鑑別暗物質，天體物理學家最初是在尋找暗物質時意外發現費爾米氣泡的。 這是因為氣泡起源的銀河系中央被認為是發現暗物質證據的最佳地點之一。 這樣的證據可能是檢測到的過量的伽馬射線，後者是暗物質粒子彼此發生相互作用時產生的。 為了找到這些過量的伽馬射線，天體物理學家需要透徹的理解費爾米氣泡。 這一理解將幫助研究人員更自信的從整個伽馬信號中抽取費爾米氣泡釋放的伽馬射線，從而實現進一步尋找來自暗物質的過量伽馬射線。

在某些被廣泛接受的暗物質模型裡，“我們預計星系中央的信號將比天空其它地區的更明亮，” MIT物理學助理教授、MIT卡夫利天體物理學和空間研究所的特蕾西• 斯萊特爾這樣說道。 “因此放棄銀河系中央並不是個明智的選擇。”的確，斯萊特爾繼續說道，在星系中央的伽馬射線地圖中已經出現了暗物質的暗示，這些暗示可能最終導致暗物質的發現。

哈佛大學天文學和物理學教授、哈佛-史密松天體物理中心理論和計算研究所的道格拉斯•芬克拜納對此表示同意。 “如果我們在尋找暗物質時發現了費爾米氣泡，而在研究費爾米氣泡時發現了暗物質，這將是個莫大的諷刺。” 芬克拜納說道。