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1.3亿光年外星系互相碰撞:绚烂似太空烟火秀

科普小知识2022-10-19 08:06:37
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随着圣诞节和新年的临近,地球上的人们正在度过一年中最轻松愉快的时光,空间似乎也充满了节日的气氛。

1.3亿光年外星系互相碰撞:绚烂似太空烟火秀

最近,美国宇航局发布了几组星系相互碰撞的图像,就好像它们正在上演一场精彩的太空焰火表演。然而,尽管这些图像看起来令人眼花缭乱,事实上它们也有很高的科学价值——在这些图像上可以识别出许多超亮的X射线源,这可能代表了一种新的黑洞。

图中所示的两个星系,NGC 2207和IC 2163,距离地球约1.3亿光年,位于大犬座。它们的总直径约为18万光年。用来合成这些图像的数据来自美国宇航局的三个太空望远镜——钱德拉塞卡X射线太空望远镜、哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜。

1.3亿光年外星系互相碰撞:绚烂似太空烟火秀

来自麻省理工学院、哈佛史密森天体物理学中心、哈佛医学院和德克萨斯州亨茨维尔萨姆休斯顿州立大学的科学家制作了这些图像。

图像中的x光波段数据来自钱德拉望远镜,用粉红色表示。图片中粉红色比例如此之高的原因是这些星系包含了最大数量的所谓“超大型星系”。

这两个星系,就像我们自己的银河系一样,都有被称为“X射线双星”的恒星系统。在这样的恒星系统中,一颗质量接近太阳的恒星围绕一颗中子星或一个非常近轨道的小黑洞运行,就像电影《星际穿越》中看到的那样。

1.3亿光年外星系互相碰撞:绚烂似太空烟火秀

这样的系统会释放出大量的X射线辐射,但相比之下,这两个星系中丰富的“极高光度X射线源”在这个波段的辐射强度要高得多。

然而,为什么极高光度的X射线源的辐射亮度比传统的X射线双星高得多的问题还没有得到很好的解释,但是科学家们认为这可能与前者包含的更大质量的黑洞有关——在这样一个系统中,可能有两个“中等质量的黑洞”围绕着彼此旋转,这还没有得到证实。

目前,科学家已经从这两个星系中确定了28个极高光度的X射线源。

除了x光波段,哈勃的可见光波段数据在图像中用蓝色、橙色和棕色表示,而斯皮策太空望远镜获得的红外数据用红色表示。

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通过这些数据,科学家们发现在银河系的任何区域的恒星形成率和该区域的X射线源之间都有很强的正相关性。例如,在银河系的旋臂部分,有大量极高光度的X射线源。同时,它也是新恒星形成的一个非常活跃的区域。

这种相关性表明,黑洞双星系统中的恒星通常年轻,质量大,并发出大量辐射。事实上,科学家估计这些星系中每年会产生大约24颗新恒星。相比之下,银河系每年诞生的新星数量只有3颗。