圖源:NASA / DOE / Fermi LAT
長久以來,天文學受限于視力的極限。望遠鏡因大孔徑收集了更多的光線,比人眼有了很大的進步。 隨著科技的發展,我們意識到人眼所能看見的光僅僅是宇宙中存在的光中很小的部分。還有更多其他類型的光,如低能輻射(波長較長)和高能射線(波長較短),其中伽瑪射線是宇宙最高能量。
圖源:維基用戶 Philip Ronan
在不同波段的光線下,我們能看到不一樣的宇宙。這是由于物質對于不同波長的光的反射或吸收的程度不同導致的。正如在第227屆美國天文學會會議上所報道的那樣,NASA的費米伽馬射線天文臺發布了6年來所發現的所有數據,以大約50到2,000 GeV的能量創建的全天伽馬射線圖,這大約是愛因斯坦E = mc 2質子所含能量的50-2,000倍。
圖源:NASA / DOE / Fermi
對于那些看過其它類型的全天圖的人,可能會注意到,這很像由NASA廣域紅外巡天探測者(WISE)觀測的全天紅外圖。你可以看到伽馬射線及紅外線下的世界,兩者都顯示了銀道面周圍精細的氣態結構,銀河系內部不同位置的大星云,以及垂直于星系核的氣泡。
圖源:NASA / JPL-Caltech / UCLA
這有一個很好的原因:首先是伽馬射線產生的原理!宇宙中有各種各樣的高能天體物理現象:
密集或巨大的恒星,
白矮星,
中子星
和不同質量的黑洞
他們具有很強的磁場,可以加速粒子并爆發活動。被加速的大部分是質子。當質子以宇宙射線的形式在太空中穿行時,會遇到其他質子形式的物質。當兩個高能質子發生碰撞時,通常是一個運動的高能質子撞向一個靜止的質子,它們會產生不穩定的介子。這些粒子衰變產生的伽瑪射線恰好是費米衛星敏感的能量。
圖源:Nina McCurdy和Joel R. Primack / UC-HiPACC。
這就是為什么全天紅外圖和全天伽馬射線圖如此相似的原因:它們追蹤銀河系中較冷的中性星際氣體云。區別在于,紅外線是根據它的熱輻射觀測追蹤的,而伽馬射線是由質子相撞產生少數高能粒子觀測追蹤的。整幅全天伽馬射線圖中包含61000個伽馬射線光子,僅僅收集這些光子這就用去了費米天文臺80個月時間。圖中還包含了一些在紅外圖中見不到的點光源:它們主要來自銀河系外的超大質量黑洞和一些一次性爆發事件。真正令人稱奇的是,大部分已知的銀道面高能信號源在這張圖中首次被清晰地識別出來了!
蟹狀星云以及其他許多超新星遺跡,脈沖星云和那里隨時都有爆發厄運的著名恒星:Eta Carinae。但總是最令人興奮的自己沒想到會遇到的東西時。我們自認為在繪制銀道面上做得很出色,讓人們看到了在光學領域中的星際塵埃。我們不僅可以使用WISE,而且可以使用分辨率更高(和能量更高)的斯皮策空間望遠鏡,他已經繪制了整個銀河系的地圖,幾乎涵蓋了所有頻譜。但新的費米數據中有一個有趣的發現:未知的伽馬射線源!
圖源:NASA戈達德航天中心,數據來自費米LAT。
它可能是黑洞,脈沖星,中子星,甚至是恰好與銀道平行的銀河外源。找到新事物總是很令人興奮,在這種情況下,我們甚至不需要去拿望遠鏡去看看它是什么。我們也許可以去查看當前存在在斯皮策空間望遠鏡的數據去發現它!
圖源:NASA / JPL-Caltech / GLIMPSE團隊。
整個團隊的調查需要斯皮策空間望遠鏡在10年內拍攝200萬張圖像,并且繪制整個銀河系地圖,將實際平面的南北延伸幾度。這個未知物體應該已經被斯皮策空間望遠鏡以高分辨率成像,應該至少具有3.6、4.5和8.0微米波長的數據以及12微米紅外WISE數據。整個團隊的資料都可在網上查找到并且下載。
這是與費米釋放未知信號相關的區域,右上角+17 04 22左右,下傾角-40 44 25。
圖源:NASA / JPL-Caltech / GLIMPSE團隊。
看到這張圖片,你在想什么呢?我不完全確定這是與信號相關的,但是這里有一個非常有趣的結構可能與之相關:可能存在著一個星云正在生成恒星;又或者是超新星遺跡或是一團內含大質量黑洞。
星云可能指示恒星形成,因此,有一個奇異的恒星殘留物,可能還有一個巨大的恒星。黑洞。總而言之,該地圖本身就是一項了不起的成就,新發現和識別對我們所有人來說都是無比興奮的!
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Ethan Siegel-葳蕤
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