在浩瀚的銀河系中心,存在著兩個令人稱奇的巨大結構——費米氣泡,它們如同宇宙中的沙漏,懸掛在銀河系的上下方,其壯麗與神秘吸引了無數科學家的目光。這些由超高溫等離子體構成的氣泡,自數百萬年前從銀河系中心噴涌而出,如今已擴展至約5萬光年的跨度,幾乎占據了銀河系長度的一半。
近期,美國國家科學基金會綠岸望遠鏡的一項新研究,為費米氣泡增添了更多神秘色彩。科學家們在這些熾熱的氣泡深處,意外發現了巨大的冷氫氣云團,它們在極端的高溫環境中奇跡般地存活了下來。這一發現顛覆了人們對高溫環境中物質穩定性的傳統認知。
據北卡羅來納州立大學物理系副教授榮蒙·博爾多洛伊介紹,這些冷云團很可能是數百萬年前銀河系中心黑洞爆發時,被拋射出來的更龐大結構的殘留物。他比喻道:“這就像把冰塊放入沸水中,小冰塊會迅速融化,而大冰塊則能堅持更久。我們相信,這些云團正是那些龐大結構的殘余,目前正受到銀河風的侵蝕。”
博爾多洛伊進一步指出,這一發現可能意味著銀河系中心的黑洞在比先前認為更近的時間段內,經歷了一次劇烈的物質爆發。這些冷云團的存在,為科學家提供了一種“計時器”,通過它們的存活狀態,可以推測出黑洞爆發的大致時間。這一時間尺度在宇宙尺度上雖然短暫,但對于理解銀河系的歷史和演化具有重要意義。
費米氣泡的發現可以追溯到2010年,當時美國宇航局的費米伽馬射線太空望遠鏡首次捕捉到了它們的存在。盡管這些氣泡的規模宏大,但它們在可見光波段卻難以察覺,僅在伽馬射線波段顯現。同時,它們還與另一個神秘的X射線結構——eROSITA氣泡重疊,使得這一區域的復雜性進一步增加。
科學家們認為,費米氣泡的形成與銀河系中心黑洞的一次遠古劇烈爆發密切相關。在那次爆發中,黑洞向銀道面的上下方噴射出成對的物質噴流,這些噴流裹挾了附近的物質并將其拋向外太空,最終形成了我們所看到的費米氣泡。而新發現的冷氫云團,可能就是那些被拋射出來的物質的殘留物。
這些冷云團的大小從約13光年到91光年不等,每一個都比太陽系大許多倍。然而,要在超高溫的費米氣泡中存活下來,它們在最初被卷入氣泡時,其規模必然更加龐大。博爾多洛伊表示:“這些云團本不該存活這么久,但它們的存在卻為我們提供了一個重要的線索:銀河系中心的黑洞僅在幾百萬年前爆發過。這一發現顯著縮小了費米氣泡的年齡范圍,并暗示我們星系的超大質量黑洞可能經歷著劇烈的、間歇性的爆發。”
費米氣泡以及最近發現的eROSITA氣泡,都表明銀河系中心在最近的過去遠比我們曾經認為的要活躍得多。這些神秘結構的存在,不僅挑戰了我們對銀河系歷史和演化的認知,也為未來的科學研究提供了新的方向和動力。