宇宙知識

銀河係的中心是什麽

銀河係的中心位於人馬座方向,在那裏數百顆恒星擁擠在一個直徑隻有l光年的區域裏。位於它們中心的是一個沉睡的特大質量黑洞。我們無法直接觀測銀心,但是湍流產生的X射線能夠穿過遮掩的塵埃經過26000年的長途旅行到達地球。x射線是由什麽產生的一直是個謎,最近天文學家利用錢德拉塞卡X射線軌道天文台非常詳細地測繪了銀心區。使這個令人困惑的問題基本上有了答案。

2001年6月,宇航局的X射線天文台用5天的時間將它的高新CCD成像頻譜儀對準銀心附近,獲得了南30幅角秒分辨率的圖像構成的拚接圖。它揭示了雖然大部分X射線構成一種彌漫光,但這種輻射有些是來自點源的。在這1000多個點源中,僅有20個是以前所知的。馬薩諸塞大學的丹尼爾·王和他的同事將一個比較空的天空區域與之對比,推測多一半的點源實際上與銀河係而不是銀河係外部的背景源有關。

點源的x射線譜和彌漫光的不同。一個x射線譜,就像可見光譜那樣,顯示輻射隨波長或能量的變化強度。點源的譜含有被高度電離的鐵原子產生的高能發射線。如果這些源是x射線“雙星”,那麽這正是所預期的。x射線雙星的一個子星是像白矮星、中子星或黑洞那樣的致密天體,它的引力吸積圍繞它的比它大得多的伴星的物質。當物質盤旋落向這個致密天體時,溫度上升,電離並發射x射線。

以前曾探測到銀心的電離鐵的發射線,但是在低分辨率的圖像中,它看起來好像來自一個氣體被加熱到l億度的龐大區域。天文學家一直試圖找到這樣大的區域加熱到如此熱的原因。點源的發現解決了這個問題。總能譜表明這個區域的氣體是稀薄的並且比較冷(僅有1000萬度),與在超新星遺跡中發現的類似。

彌漫x射線光來自分子雲,無規律地分布在距銀心幾百光年的範圍裏,其中一些噴射出銀河係的平麵,並逃逸到銀暈。比較“錢德拉塞卡”天文台射電和紅外波段巡天所繪的圖,證明彌漫x射線輻射來自由超新星和強星風產生的殼的內部。這些是大質量恒星構成區域的標誌。這些彌漫x射線譜包含被硬(高能)x射線轟擊發熒光的中性鐵的發射線。但有一個問題令天文學家不解,起這種作用的不僅僅是鄰域裏的硬x射線。

天文學家說,一種解釋是,現在銀河係中心黑洞的宇宙靜狀態可能是反常的,其中的鐵原子正在被幾百年前黑洞比較活躍時發射的X射線轟擊。天文學家很想知道如果銀河係黑洞一旦從它的睡眠中醒過來,我們將會看到什麽?