银河系发现巨大“新星沙漠”

背景        2019-06-18   来源:言天聊史
银河系发现巨大“新星沙漠”

(科学新力量记者张秉开编译报导)天文学观测发现,银河系中心存在几乎无新星体的巨大空间,其范围绵延8000光年之广,这种情况已经持续数亿年之久。但科学家无法解释其原因。

据《天文学》杂志(Astronomy)8月2日报导,主持研究的日本东京大学天文学家松永典之(Matsunaga Noriyuki)形容,银河系中心的空间几乎是“造父变星沙漠”,其范围达8000光年之广。令人惊奇的是,在这样巨大的空间中,没有发现新生的造父变星。科学家之所以选择造父变星作为研究银河系的形成和演化的观察对象,是因为造父变星为银河系最年轻的恒星之一,年龄为1000万年至3亿年(太阳有46亿岁),而且很容易被发现,有利于天文学家估测新生恒星的距离和年龄。

该研究为日本、南非及意大利的科学家合作完成。研究者在发表于《英国皇家天文学会月报》 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的报告中描述,为了能够不受银河系中尘埃的干扰,很好地观测造父变星,使用位于南非的近红外天文望远镜。但不幸的是,在银河系的内部空间几乎没有看见造父变星。

松永典之说:“我们以前已经在银河系最中心的150光年区域看到一些造父变星。但是,我们现在发现‘造父变星沙漠’的范围是从最中心开始,向外延伸8000光年之遥。”

银河系发现巨大“新星沙漠”

银河中心不同观测景象。其中第二张(Spitzer/GLIMPSE/Infrared)显示,银河系中心没有新星的形成。(ESO/ATLASGAL Consortium/NASA/GLIMPSE Consortium/VVV Survey/ESA/Planck/D. Minniti/S. Guisard/Ignacio Toledo/Martin Kornmesser)

原因不明

这说明,银河系内部包括中心区域的空间没有新恒星的形成。另据物理学网站phys.org 8月1日报导,意大利罗马第二大学(University of Rome II)的乔斯潘•波诺(Giuseppe Bono)说:“我们现在的观测结果说明,在几亿年的时间内,这么巨大范围的区域都没有多少恒星形成。”

有趣的是,射电天文学家也发现同样的天文现象,从银河系中心向外的巨大空间内没有新恒星诞生。参与研究的南非开普敦大学(University of Cape Town)麦克•菲斯特(Michael Feast)说:“我们的结论和最近其它研究正相反。但和射电天文学家的观测结果相吻合,射电天文学家也没有在这个空间发现新的恒星。”

天文学家表示,将研究造父变星的运动和化学成分,以便寻找“河心沙漠”的原因。

银河系发现巨大“新星沙漠”

银河系,中心较厚,周边较薄。(澳大利亚国立大学视频截图)

神秘的银河中心

近年来,科学家发现银河系中心出现无法解释的天文现象。今日天文学网站(astronomynow.com)2015年11月报导,银河系中存在仅比宇宙年龄小3亿年的极其古老星体,且为银河系中心所产生的“原住民”。

研究者之一、澳洲国立大学(ANU)天文学家路易斯•豪斯(Louise Howes)说:“这些原始星体是宇宙中存活下来的最古老恒星,当然也是我们从未见过的最古老星体。”

豪斯说:“这是个惊人的发现——因为它和我们预测的不一样。”并表示这些星体没有像预测的那样发生超新星爆炸而死亡,反而存活下来,因此研究结果改变了他们对宇宙首批形成星体的认识。

明亮的费米泡

银河系发现巨大“新星沙漠”

费曼望远镜下所见的数据图像(红色框为银河系;黄色圆圈为费米泡)(NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)


美国航空航天局费米伽玛射线望远镜观察到,银河系中心以时速320万公里发出的伽玛射线,形成长径约3万光年的泡状结构,天文学家将之称为“费米泡”,推测至少有2百万年的年龄。

银河系发现巨大“新星沙漠”

观测合成图:银河系中心的一对“费米泡”(伽玛射线泡),如太空中两个异常明亮的灯泡。(NASA/Goddard 太空飞行中心)

phys.org于2014年8月的报导中说,科学家家尚未找到理论解释这对费米泡的形成原因。麻省理工卡夫里天体物理研究所( Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology)的科学家德米特•里马里谢夫(Dmitry Malyshev)指出“费米泡”的奇异现象:边界清晰,像两个大灯泡被旋拧在银河系的中心;无法判断发射强大伽玛射线的来源;泡的三分之二成分是伽玛射线。

马里谢夫说:“有几个理论模型试图解释费米泡,但是都不很好,这些泡泡真是神秘莫测。”

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