时速 321 万公里!NASA 航天器测得 1200 万光年外星系的超强星系风
IT之家 4 月 1 日消息,美国国家航空航天局(NASA)的 X 射线航天器 XRISM(全称为 X 射线成像与光谱探测任务),现已测算出一座爆发恒星形成活动的遥远星系中星系风的外流速度。
测算结果显示,这些星系风的流速高达惊人的 200 万英里 / 小时(约 321 万公里 / 小时)。
该星系为梅西耶 82(M82),其超高温气体从星系核心恒星活动剧烈的区域向外喷涌。M82 位于北天大熊座,距离地球约 1200 万光年。由于其恒星形成速率是银河系的十倍,因此被归类为星暴星系。
马里兰大学帕克分校、美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究团队成员艾琳 · 伯特彻在声明中表示:“以 M82 这类星暴星系的经典模型来看,星系中心恒星形成与超新星爆发产生的冲击波会加热气体,进而催生强劲的星系风。但在 XRISM 投入使用前,我们一直无法精准测量速度,也就无法验证这一假说。如今我们观测发现,气体的运动速度甚至超过部分模型预测值,足以推动星系风一路延伸至星系边缘。”
伯特彻借助 XRISM 航天器上的 Resolve 探测仪器,完成了星系风流速的测量工作。
据IT之家了解,M82 也被称作雪茄星系。长久以来,人类已知其存在低温星系风,由海量气体与尘埃构成,延展范围长达约 4 万光年。哈勃太空望远镜、詹姆斯 · 韦伯空间望远镜、钱德拉 X 射线天文台以及斯皮策太空望远镜等众多空间设备,都曾对这些星系风开展过观测。
该研究团队旨在厘清大规模物质外流与 M82 内部恒星活动之间的关联,同时探究宇宙高能粒子(宇宙射线)对星系风产生的影响。研究意义重大:科学家认为,驱动星系风形成的同一机制也会催生宇宙射线,且宇宙射线或许是推动物质外流的主要压力来源。
XRISM 通过观测 M82 核心超高温铁元素释放的 X 射线辐射,测出了星系风 200 万英里每小时的流速。观测同时发现,该星系核心温度高达 4500 万华氏度(约 2500 万摄氏度)。高温形成压力差,推动星系风从高压中心向低压外围扩散,原理与地球大气的风流动一致。
这些星系风的特殊之处,不仅在于惊人的流速与初始高温,还在于其搬运物质的体量。研究团队测算发现,M82 星系核心每年抛射的物质总量相当于 7 个太阳的质量,这一现象也给天文学家留下了谜题。
XRISM 项目研究员埃德蒙 · 霍奇斯-拉克表示:“若星系风一直以我们测得的速度稳定流动,每年只需抛射相当于 4 个太阳质量的气体,就能驱动外层低温星系风。但 XRISM 的观测结果显示,向外流动的气体体量远大于此。多出来的 3 倍太阳质量物质去向何方?它们是否会以高温气体的其他形式逃离星系?目前我们尚无答案。”
XRISM 将持续对 M82 开展观测,有望帮助科学家解开这一谜题,同时完善星暴星系的理论模型。
亚利桑那州立大学的团队成员斯凯拉 · 格雷森说道:“部分早期星暴星系模型早在 20 世纪 80 年代就已提出,如今借助 XRISM,我们终于能用前所未有的方式检验这些理论。这也让我们有机会探明,为何旧模型无法完整还原真实宇宙中的天体活动。”
该团队的研究成果已于 3 月 25 日发表在《自然》期刊上。
参考资料:
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10231-1
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