天文學家在銀河系最擁擠的街區,可能找到了一顆恒星臨終時的遺骸。利用美國宇航局錢德拉X射線天文臺的數據,研究團隊在我們星系的中心區域發現了一個疑似超新星遺跡。如果最終確認,這將是迄今在銀河系中心超大質量黑洞附近發現的最近距離超新星遺跡之一,相關論文已發表于《天體物理學雜志》。
超新星遺跡是恒星爆炸后的擴張殘骸,它們的意義遠超一次劇烈宇宙事件。這類遺跡向星際空間拋灑鐵、氧、硅等重元素,這些物質恰恰是行星形成以及我們所知的生命誕生與繁榮所必需的關鍵原料。銀河系中心本身就是一個極端的區域,那里擠滿了大質量恒星,磁場線構成的細長結構縱橫交錯,稠密的氣體云環繞著銀心高速旋轉。在這樣一個光怪陸離的環境中捕捉到恒星爆炸的遺跡,本身就極具研究價值。
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一張新發布的合成圖像展示了這個區域的復雜面貌。圖中藍色部分來自錢德拉天文臺和歐洲空間局XMM-牛頓衛星的X射線數據,紅色部分則是南非MeerKAT射電望遠鏡的觀測結果。這些數據還與夏威夷Pan-STARRS望遠鏡拍攝的光學圖像進行了疊加處理,后者以紅、綠、藍三色呈現。銀河系的盤面在圖中從左到右水平延伸,而那個超大質量黑洞就位于畫面左側方向。
這個距離地球約2.6萬光年的疑似超新星遺跡,其存在證據主要來自X射線波段。錢德拉和XMM-牛頓衛星的數據顯示,在一團更大的膨脹氣云內部,有一塊X射線輻射的“斑點”。科學家推測,這片輻射可能來自一顆大質量恒星以超新星形式自我毀滅后遺留下來的殘骸。圖像中已經用圓圈標出了這一可疑遺跡的具體位置。
它就坐落在一個特殊的氣泡結構內。這個氣泡是一類被稱為“H II區域”的電離氫氣云——氫原子中的電子已被剝離——包裹著一顆年輕的大質量恒星。該氣泡在射電波段上是一個明亮的光源,編號為“人馬座C”。如果此處的確是一個超新星遺跡,那么它正以每小時約200萬英里(約每小時320萬公里)的速度膨脹,年齡至少已有1700年。在此之前,NASA現已退役的平流層紅外天文臺SOFIA的觀測數據,就曾顯示人馬座C周圍存在著一個膨脹的氣體外殼。這一點當時就給了天文學家一個暗示:在同一個地點,可能發生過一次劇烈的恒星爆炸。
射電圖像中那些細長的纖維狀結構,則是由高能粒子沿磁場線運動產生的。這些磁場線大多垂直于銀河系的銀盤平面。從更宏大的尺度來看,恒星的核聚變引擎從宇宙誕生之初豐富的氫和氦起步,不斷鍛造出新的元素。當恒星以超新星的形式結束生命時,它們把新合成的元素猛烈地噴射進星際空間,為下一代恒星和行星的誕生提供了物質基礎。
此次研究的天文學家團隊仔細篩查了X射線數據,試圖在遺跡中尋找關鍵元素含量異常增高的信號——這通常是恒星爆炸將重元素沖入太空留下的典型指紋。盡管他們暫時沒有看到這種元素豐度的增強跡象,但這可能并不僅僅意味著判斷有誤。
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