银河系上下两方发现一对气泡，引出银河爆炸的猜想，有这两种可能

在这张整个天空的 X 射线视图中，可以清楚地看到在银河系平面上方和下方延伸的巨大气泡

当德国马克斯普朗克外星物理研究所的天体物理学家彼得普雷德尔第一次看到宇宙最热天体的新地图时，他立即意识到银河爆炸的后果。一团亮黄色的云从银河系的平坦圆盘向上翻滚数万光年，下方反射出一个较暗的双胞胎。

结构是如此明显，以至于几乎没有必要用书面形式来描述它。普雷德尔说：“但是大自然不会接受 [我们] 只是简单地发送图片然后说，好吧，我们可以看到这个，因此，我们做了一些分析。”

《自然》杂志于 12 月 9 日发表的研究结果将一个有着数十年历史的想法从边缘地带变成了主流。

在 1950 年代，天文学家首次发现了一个悬挂在银河平面上方或“北”处的无线电波发射弧。从那以后的几十年里，“北极支线”已经成为一种天体罗夏测试。有些人看到了相对较近的前恒星分散的内脏。其他人看到了更大爆炸的证据。

争议取决于每个天文学家的主要头疼问题：在太空中凝视，研究人员没有深度知觉。正如加州理工学院研究员Kaustav Das所说：“我们看到了 3D 宇宙的 2D 地图”。

几十年来，大多数天文学家都认为北极马刺是当地银河系附近的一部分。一些研究得出结论，它连接到附近的气体云。其他人观察了它对背景恒星的扭曲，推断它是超新星遗迹——一团尘土飞扬的云，标志着一颗死星的墓碑。

然而，东京大学的天文学家Yoshiaki Sofue一直认为，对于恒星碎片云来说，这个马刺看起来很时髦。相反，他把弧线想象成一个巨大的看不见结构的一部分，即一对跨越星系心脏的气泡。他在 1977年发表了模拟预测，产生了与支线对齐的数字云，从那时起，他告诉任何愿意倾听的人，支线实际上盘旋在圆盘上方数万光年处。他将其描述为来自数百万年前，银河灾难的不断扩大的冲击波。

但如果 Sofue 是对的，那么银河平面以南也应该有一个孪生结构。天文学家没有看到这个对应物的踪迹，大多数人仍然不相信。

然后在 2010 年，费米太空望远镜捕捉到了两个巨大的叶瓣发出的微弱伽马射线辉光，每个瓣都从银河系中心延伸了大约 20,000 光年。它们太小而无法追踪北极马刺，但它们看起来就像 Sofue 预测的银河规模的热气体云一样。天文学家开始怀疑：如果银河系至少有一对气泡，也许这个支点是第二组的一部分？

据与 Sofue 合作的日本早稻田大学的天文学家Jun Kataoka说：“在发现费米气泡后，情况发生了巨大变化”。

根据来自 eROSITA观察（一个轨道 X 射线望远镜），新发现的现象进一步巩固了观点的变化。eROSITA 团队于 6 月发布了一张初步地图，这是该望远镜前六个月观测的成果。

该地图描绘了大约有 45,000 光年高的 X 射线气泡，它们吞噬了伽马射线费米气泡。当气体以每秒 300 至 400 公里的速度向外膨胀时，它们的 X 射线来自于 300 万至 400 万开尔文度数的气体。不仅北方气泡与马刺完美对齐，它的镜像也很明显，正如 Sofue 预测的那样。Sofue说：“我特别高兴地看到南部气泡清晰地展现出来，与我的模拟非常相似”。

尽管如此，对所有北极支线观测的完整解释仍然很复杂。例如，附近的超新星残骸可能恰好停在 X 射线气泡的正前方，从而为两种解释提供了真实的元素。9 月，Das 和合作者使用对遥远恒星的最先进观测表明，在大约 450 光年之外有一些尘土飞扬的东西——按照银河系的标准，这是一箭之遥。

在包含 X 射线观测（蓝色）和伽马射线观测（红色）合成图像中，X 射线气泡和费米气泡清晰可见 彼得·普雷德赫尔

但 eROSITA 蘑菇云的含义很明确：大约 1500 万到 2000 万年前，银河系中心发生了爆炸，大约在同一时间，地球上出现了鬣狗和黄鼠狼。

据开发 eROSITA 的 Predehl 所说：“我认为现在 [辩论] 或多或少已经结束了”。那究竟是什么产生了爆炸？根据使云变得如此大和如此热所需的能量，有两个似是而非的来源。

一种可能性是，一波数万颗恒星突然出现并迅速爆炸，这种行为与所谓的星爆星系很相似。但气泡看起来相当纯净，缺少大量爆炸恒星本应给它们带来的沉重原子弹片。

另一个罪魁祸首是位于银河系中心的超大质量黑洞。400万太阳质量的巨兽今天相对安静。但是，如果一大团气体离得太近，黑洞可能会像聚光灯一样亮起来。在享用倒霉的路人的同时，黑洞会吞噬掉一半的云，而另一半的能量从圆盘的上方和下方喷出，使 X 射线气泡膨胀，也许费米气泡也膨胀。

天文学家长期以来一直观察到其他星系在它们的圆盘上方和下方喷出喷流，他们想知道是什么让这些星系中的中央超大质量黑洞比我们的更剧烈地搅动。费米气泡和现在的 eROSITA 气泡表明主要区别可能只是时间的流逝。

作者：Charlie Wood

FY：11

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