"反向冲击" - 银河系中心周围神秘的伽马射线泡得到新的解释

来自东京都立大学的一位科学家表明，我们银河系中心周围的大型伽马射线发射气泡是由快速吹出的高电荷粒子流形成的"风"和相关的"反向冲击"产生的。数值模拟成功地再现了一个X射线望远镜观察到的温度曲线。在其他星系中已经观察到了这种外流；这一发现表明，类似的风可能一直在我们的星系中吹动。

宇宙中充满了尚未被解释的大规模天体。其中之一是"费米气泡"，之所以称之为"气泡"，是因为它们在2010年被费米伽马射线太空望远镜首次发现。这些气泡位于巨大的伽马射线发射区，在我们银河系中心的两侧延伸了大约5万光年，像气球一样从银河系的平面上伸出来，如图所示。尽管它们的规模令人震惊，但它们的形成机制仍有待破译。

从银河系中心流出来的快速风产生了一个正向冲击和一个反向冲击。后者形成了费米气泡的轮廓。资料来源：东京都立大学

现在，来自东京都立大学的藤田裕授提出了理论证据，证明这种物体可能是如何形成的。自从它们被发现以来，人们对费米气泡的形成提出了许多假设，包括中央超大质量黑洞的爆炸活动、来自黑洞的风以及稳定的恒星形成活动。将这些情况区分开来是一项具有挑战性的任务，但来自"铃木"卫星的最先进的X射线观测使我们有机会将测量结果与我们对各种情况的预期进行比较。

藤田教授的模拟考虑了来自黑洞的快速外流风，向星系中心周围的气体注入必要的能量。与测量的曲线相比较，他们发现费米气泡很有可能是由快速流出的风产生的，以每秒1000公里的速度吹了1000万年。这些不是我们在地球上所经历的风，而是高速行驶并在太空中传播的高电荷粒子流。这些风向外传播，并与周围的"光环气体"相互作用，导致"反向冲击"，从而产生一个特征性的温度峰值。费米气泡对应于这个反向冲击前沿内侧的体积。重要的是，模拟结果还显示，中心的瞬时爆炸不能再现望远镜所测量到的轮廓，这给基于中心黑洞产生的稳定风的方案提供了条件。

作者指出，模拟预测的风与在其他星系观察到的外流相似。这种对应关系表明，在宇宙其他地方看到的同样种类的大规模外流粒子流直到最近才出现在我们的星系中。