錢德拉揭示M106星系神秘螺旋臂之謎

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【大紀元4月13日訊】(大紀元記者李之民編譯報導)由楊宇宣(音)率領的馬里蘭大學研究小組在利用了美國航空航天局的錢德拉 X-射線觀測儀、史匹哲(Spitzer) 太空望遠鏡、歐洲航天局的XMM-牛頓X-射線觀測儀和哈勃太空望遠鏡的測量數據後,也許已經揭開困擾了人們45 年的關於星系M106內二條神秘的螺旋臂的奧秘。

M106 (亦稱NGC 4258) 是位於獵犬座的一個兩千三百五十萬光年以外的壯觀的螺旋星系 。在可見光圖像中, 兩條突出的星臂從明亮的內核向外螺旋式擴展。這兩條螺旋臂主要由年輕而明亮的星組成。「但在射頻和X-射線圖像中,出現了另外兩條更顯眼的螺旋臂,就像那兩條主要的螺旋臂之間的幽靈幻象一樣。」研究小組的成員安德魯•威爾遜說。這兩條「異常星臂」 主要由氣體構成。

「這些異常星臂的來源是天文學上的一個長久難題。」楊說:「自從60年代初期他們第一次被發現後就一直是一個奧秘。」

經由分析從XMM-牛頓、史匹哲和錢德勒觀測儀獲得的數據,楊和他的同事證實了先前的猜想,也就是說那兩條怪異的螺旋臂是被衝擊波猛烈加熱的氣體。

原先, 一些天文學家認為「異常星臂」是由M106中心的一個超重黑洞噴射出的粒子組成。但後來的射頻觀測發現了另外兩個起於內核的噴射粒子流。楊認為「從一個活躍的星系的中心產生超過兩條噴射粒子流是幾乎不可能的。」

2001 年, 威爾遜、楊和北卡羅來納大學的傑拉爾德•塞西爾注意到那些噴射粒子流與星系盤成30 度角。但如果將它們垂直投影到星系盤上,發現他們幾乎完全與「異常星臂「重合。幾位研究人員認為由於噴射流非常靠近M106的星系盤,它們能加熱盤中的氣體並產生衝擊波。氣體被加熱至數百萬度後就會在X-射線和其它波段上發出強光。

為了驗證這個想法,他們分析了XWM-牛頓記錄的頻譜數據。藉助XWM-牛頓的高敏感度,他們能夠測量「異常星臂」 中的氣體溫度,並瞭解氣體產生的X-射線在放射過程中被介質吸收的程度。錢德勒 X-射線觀測儀和史匹哲太空望遠鏡的觀測結果進一步證實了科學家們的解釋。

除了有助破解「異常星臂」的奧秘之外, 這些觀測也將幫助研究小組測算噴射流的能量及評估它們和M106中心黑洞的關係。該小組的一篇論文將發表在5月10 日出版的天體物理學學報上。(http://www.dajiyuan.com)

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