费米气泡:银河系中心巨大的高能气体团

银河系银河平面的上下方,有一对巨大、对称的气体团像宇宙沙漏的裂片一样延伸出来,它们会发射微弱的伽马射线和X射线。这两个对称的气体团就是费米气泡(Fermi bubbles) 。

费米气泡沿着银河系中心的上方和下方延伸了超过25000光年,里面充满了低密度的高能等离子体气体物质。构成这些费米气泡的高能气体具有相当均匀的温度。

费米气泡从银河系中心的上方和下方蔓延了超过25000光年。
费米气泡从银河系中心的上方和下方蔓延了超过25000光年。

进一步的研究表明,费米气泡可能和银河系中心的超大质量黑洞有密切的关系。我们知道,在其他星系中,不断吞噬物质的超大质量黑洞能够在它的周围形成高能喷流。而银河系的中心黑洞之前可能也存在这样的过程。这些喷流物质最终弥散在银河系银盘的上下方,从而形成了现在费米气泡。

银河系中心的超大质量黑洞是形成费米气泡的关键原因
银河系中心的超大质量黑洞是形成费米气泡的关键原因

虽然费米气泡内部充斥着高能伽马射线粒子,它的温度也非常高,能够达到390万K,但是因为其内部物质密度非常低,所以肉眼是无法直接观测到费米气泡。只有通过对伽马射线的观察,我们才会发现费米气泡能够发出明亮的光芒,这是因为伽马射线中的高能粒子能够和费米气泡中的气体尘埃相互作用产生。这使得费米气泡能够比银河系星系盘中的其他部分发出更高能量的伽马射线。

这些伽马射线粒子主要是电子,也有一些更重的粒子,它们四处横冲直撞。根据科学家的计算,费米气泡中的所蕴含的能量相当于10万颗同时爆炸的超新星产生的能量。

费米气泡中蕴含着巨量的能量,在伽马射线下非常明亮
费米气泡中蕴含着巨量的能量,在伽马射线下非常明亮

因为费米气泡中所蕴含的超高能量,有的科学家认为它的形成时间可能会非常短,也许距今只有几百万年,在几百万年前,一些恒星靠近银河系中心的超大质量黑洞,并最终被黑洞所吞噬,在这个过程中,大量的物质被黑洞喷流喷射到银河系的上方和下方,从而形成了我们现在所看到的费米气泡。

还有一些关于费米气泡起源更大胆的假说,这就涉及到暗物质

不管怎么说,到目前为止,对于费米气泡的研究才刚刚起步,所以它对于人类来说,还充满着神秘性。

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