谁在银河系黑洞附近吹“泡泡”？

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原文作者：Davide Castelvecchi

南非新锐MeerKAT射电望远镜的首批主要成果发现了银河系中心大爆炸留下的产物。

在其首批主要成果中，正式服役一年多的南非超灵敏望远镜在银河系中心区域上下各发现了一个巨大的“射电泡泡”。这些泡状特征总长达到430秒差距（1400光年），大约是太阳系到银河系中心距离的5％。

银河系中心发现的射电波段“泡泡”。| 来源：南非射电天文台（SARAO）

这对泡泡是气体构成的，之所以能被观测到是因为内部电子在磁场的加速下辐射出无线电波。相关研究已于9月11日发表于《自然》^[1]，论文作者认为，从这些电磁运动来看，这对泡泡应该是数百万年前一次高温气体剧烈喷发的遗迹。

研究人员认为，一种可能的解释是，银河系中心的超大质量黑洞曾经历了一段猛烈的物质吞噬过程，导致了这次爆发。另一种可能性是“星暴”事件——也即百来颗大恒星近乎同时形成又同时暴毙的过程。这些爆炸产生的冲击波可能会合力在银河系中心区域厚重的星际物质当中轰出一个洞。

位于德国的欧洲南方天文台的天文学家Oliver Pfuhl表示，星暴和黑洞活动可能双双起到了作用，甚至给彼此“火上浇油”。研究人员已知约700万年前的这一区域曾发生过一次星暴事件。Oliver说：“能将新发现的射电泡泡与这次恒星形成事件联系起来还是很有趣的。”

南非的MeerKAT射电望远镜作为“平方公里阵列”（Square Kilometre Array，SKA）的先导工程，即将成为世界上最大的射电望远镜的一部分。该天文台首席科学家、射电天文学家Fernando Camilo表示，为了庆祝天文台正式服役，研究人员从2018年4月尝试用全新设施创建银河系中心图像，并在此过程中发现了泡泡的存在。通常，研究人员需要花费数年的时间才能让新的望远镜调试到最佳状态并产出科学成果。但是MeerKAT的高效让人震惊。“简直就是开箱即用，” Camilo说。

这些泡泡还能解决射电天文学中的一个老难题。在泡泡内部加速的电子很可能也是银河系中心明亮“细丝”的来源，这些“细丝”长约数十秒差距，最早于1984年首次发现^[2]，一直延伸出银河系中心。在伽马射线波段还发现了笼罩在MeerKAT所发现泡泡之外更大的泡泡^[3]，它们可能拥有相似的起源。

MeerKAT项目总计耗资44亿兰特（约合3.3亿美元），由位于北开普省偏远地区的64座碟状射电望远镜构成，每个直径13.5米。MeerKAT将成为平方公里阵列在南非部分的核心，而平方公里阵列计划于2030年前建成。该天文台的第二部分将坐落在澳大利亚。

参考文献： 

1. Heywood, I. et al. Nature573, 235–237 (2019).

2. Yusef-Zadeh, F., Morris, M. & Chance, D. Nature 310, 557–561 (1984).

3. Su, M., Slatyer, T. R. & Finkbeiner, D. P. Astrophys. J. 724, 1044–1082 (2010).

原文以Giant ‘bubbles’ spotted around Milky Way’s black hole为标题发表在《自然》2019年9月11日新闻上

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Nature|doi:10.1038/d41586-019-02726-x

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