2009年,哈佛大學(xué)的天文學(xué)家道格拉斯.芬克班納(Douglas Finkbeiner),在利用來(lái)自費(fèi)米伽瑪射線太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制天空?qǐng)D的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)在銀河系附近區(qū)域存在著一個(gè)暗弱的邊界,這馬上引起了科學(xué)界的注意,隨著后續(xù)研究的深入,科學(xué)家繪制出了這個(gè)邊界的精確形狀,并將其命名為“費(fèi)米氣泡”(如下圖所示)。
“費(fèi)米氣泡”是兩個(gè)由氣體、塵埃以及宇宙射線構(gòu)成的橢球體結(jié)構(gòu),它們對(duì)稱分布于銀河系中心的兩側(cè),其兩端與銀河系中心的距離均為2.5萬(wàn)光年。
那么“費(fèi)米氣泡”的形成機(jī)制是什么呢?科學(xué)家推測(cè)在幾百萬(wàn)年前,銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞“人馬座A*”(Sagittarius A*)發(fā)生了一次大噴發(fā),并在其南北兩級(jí)形成了兩股巨大的黑洞噴流,而“費(fèi)米氣泡”就是這次大噴發(fā)的產(chǎn)物。
2020年6月初,一個(gè)來(lái)自空間望遠(yuǎn)鏡研究所(STScI)的研究團(tuán)隊(duì)在一篇文章中表示,他們的研究表明,350萬(wàn)年前銀河系中心發(fā)生了一次大噴發(fā),其關(guān)鍵證據(jù)現(xiàn)已得到確認(rèn)。
根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的天文學(xué)家安德魯.??怂梗ˋndrew J. Fox)的介紹,他們確認(rèn)了當(dāng)時(shí)從“人馬座A*”南極噴發(fā)出的噴流所遺留下來(lái)的關(guān)鍵證據(jù)——在這個(gè)方向的20萬(wàn)光年外,存在著一條被高度電離的巨大帶狀氣體結(jié)構(gòu)。
這個(gè)氣體結(jié)構(gòu)屬于“麥哲倫星流”(Magellanic Stream),這是一個(gè)跨越了近半個(gè)銀河系的狹長(zhǎng)氣體帶,由于這里的溫度很低,通常情況下是很難觀測(cè)到的,為了解決這個(gè)問(wèn)題,該團(tuán)隊(duì)利用了利用特定波長(zhǎng)的類(lèi)星體光譜(注:類(lèi)星體是一種光度極高的天體,擁有“宇宙探照燈”的稱號(hào))。
研究人員稱,此次大噴發(fā)形成了兩個(gè)的“輻射錐”,剛開(kāi)始的其直徑較小,隨著與銀河系中心的增加,這兩個(gè)“輻射錐”的直徑也迅速放大,并最終離開(kāi)了銀河系。
(圖片來(lái)自NASA / ESA / L.Hustak,STSc)
在這個(gè)過(guò)程中,從“人馬座A*”南極方向發(fā)射出的“輻射錐”擊中了“麥哲倫星流”的部分區(qū)域,其強(qiáng)大的電離輻射將這里的大量氣體高度離子化,以至于現(xiàn)在的我們?nèi)匀荒軌蛴^察到??茖W(xué)家對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了建模,計(jì)算機(jī)模型的演算結(jié)果顯示,此次事件發(fā)生在350萬(wàn)年前,而其釋放出的能量相當(dāng)于大約20000個(gè)超新星爆發(fā)(Ia型超新星)的能量總和。
當(dāng)黑洞噴發(fā)的時(shí)候,會(huì)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(huì)通過(guò)與沿途的星際物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生非常高的溫度,從而釋放出耀眼的可見(jiàn)光。而因?yàn)榇舜未髧姲l(fā)釋放的能量極高,所以即使是不在它的“攻擊范圍”內(nèi),在銀河系的其他位置也可以感受到它釋放出的可見(jiàn)光。
地球當(dāng)然也不例外,而因?yàn)榈厍蚓嚯x銀河系中心只有2.6萬(wàn)光年,所以在當(dāng)時(shí)的地球上,這次大噴發(fā)所產(chǎn)生的可見(jiàn)光將會(huì)非常地明顯。
需要指出的是,在350萬(wàn)年前原始人類(lèi)已經(jīng)出現(xiàn)在地球上,也就是說(shuō),在銀河系中心發(fā)生了大噴發(fā)的大約2.6萬(wàn)年之后,地球上的原始人類(lèi)目睹了這一切。
(圖片來(lái)自NASA / ESA / G。Cecil,UNC,Chapel Hill和J.DePasquale,STScI)
可以想象的是,假如地球正處于此次大噴發(fā)的“槍口”之下,那這些原始人類(lèi)就會(huì)徹底“涼涼”,當(dāng)然也就沒(méi)有現(xiàn)在的我們了??吹竭@里可能有人要問(wèn)了,假如銀河系中心再來(lái)一次大噴發(fā),會(huì)傷害到地球嗎?答案是我們不必為此擔(dān)心,因?yàn)楹诙吹膰娏鞫际菑钠淠媳眱蓸O噴發(fā)出來(lái)的,而從地球在銀河系中的位置來(lái)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