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中科院天文學家發現,一道神秘屏障隔離了銀河系中心
2021/11/23
2021/11/23

正所謂「不識廬山真面目,只緣身在此山中」,雖然我們可以看到位于銀河系之外的各式各樣的星系,但對于銀河系本身是什麼情況,我們卻知之甚少,由于大量星際塵埃的遮擋,我們甚至連銀河系「繁華」的中心區域都看不清楚,對于我們而言,那裡還隱藏著太多的神秘。

中科院天文學家發現,一道神秘屏障隔離了銀河系中心

在銀河系中存在著大量的宇宙射線,從本質上來講,它們是高速運動的帶電亞原子粒子(即結構比原子還要小的粒子),其中絕大多數都是質子,還有少部分其他元素的原子核(以氦原子核為主)以及微量的電子。

宇宙射線的來源很廣,超新星、類星體、黑洞、脈衝星、恒星的高能活動都可以產生宇宙射線,研究銀河系中的宇宙射線的起源、傳播以及分佈,有助于我們更加深入地了解銀河系。

直接觀測宇宙射線是不太現實的,所以天文學家們通常會採用一種間接的觀測方式,簡單來講就是,宇宙射線在空間中傳播的過程中,會有一定的機率與星際介質(例如氣體分子、塵埃)發生相互作用,然後釋放出高能伽馬射線光子,從而被觀測到。

來自中科院的一組天文學家正是使用的這種方法,在研究工作中,他們在對「伽馬射線大區域空間望遠鏡」(Gamma-ray Large Area Space Telescope)的觀測資料進行了深入分析之後,發現了一個「不正常」的情況:位于銀河系中心的分子雲中的宇宙射線密度,遠遠低于銀河系其他區域的宇宙射線密度。

為什麼說這種情況「不正常」呢?正如前文所言,宇宙射線的來源是很多的,在此基礎上,由于宇宙射線的帶電粒子,它們的傳播路徑就會被星系中的各種磁場反復偏轉,因此在整個星系的層面上來看,宇宙射線的密度應該是均勻的。

這就意味著,似乎有某種神秘力量建立起一道屏障,隔離了銀河系中心,使得外面的宇宙射線無法進入位于銀河系中心的分子雲。

更加有意思的是,該研究還確認了在銀河系的中心區域,其實存在著一個巨大的宇宙射線源頭,天文學家推測,這個源頭應該就是銀心黑洞——人馬座A*(Sagittarius A*),這個龐然大物的質量大約是太陽質量的430萬倍,當它在吸積其周圍的物質時,就很可能會產生大量的宇宙射線。

然而研究結果卻是,儘管存在著這樣一個巨大的宇宙射線源頭,銀河系中心的分子雲中的宇宙射線密度依然遠遠低于其他的區域,這就說明了,這一道神秘屏障居然是「單向開放」的,它可以允許其內側的宇宙射線「出去」,而不允許其外側的宇宙射線「進來」。

這道神秘屏障到底是怎麼回事?

看到這裡,相信有不少人都已經在浮想聯翩了,畢竟銀河系中心是整個銀河系中最「繁華」的區域,或許那裡會存在著傳說中的外星文明,而如果真是這樣的話,他們利用某種神秘力量建立起一道屏障隔離了銀河系中心,從而將自己保護起來,也不是不可能(能防住宇宙射線的屏障,應該也能夠防住很多其他的威脅)。

不得不說,這是一個很有意思的猜測,但這種猜測成立的可能性其實是非常低的,這是因為在銀河系中心恒星密度極高,以至于那裡的輻射(如伽馬射線、X射線)非常強烈,除此之外,由于恒星彼此之間距離太近,強烈的引力干擾也會使得那裡的行星無法穩定地運行,在這種情況下,生命(至少是我們已知的生命)根本就無法銀河系中心區域生存。

從目前的情況來看,中科院的天文學家暫時還沒有確定這道神秘屏障的形成機制,不過他們還是給出了兩種猜測,第一種猜測是,銀河系中心區域的大量恒星產生的「恒星風」以某種特殊方式聚集起來,將宇宙射線阻擋在外;還有一種猜測是,銀河系中心區域附近密集的塵埃和氣體雲發生了坍塌,進而壓縮那裡的磁場並形成了一個能夠阻擋宇宙射線的屏障。

該研究已發表在《自然·通訊》(Nature Communications)上。

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