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標題: 銀河系銀暈熾熱氣體溫度比以前認為的還高10倍 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2020-2-10 12:22 AM 標題: 銀河系銀暈熾熱氣體溫度比以前認為的還高10倍

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　　銀暈(halo)是圍繞星系周圍的廣袤空間﹐並非真空﹐還是有著氣體﹑恆星和不可見的暗物質。由於與星系際空間相連﹐對星系演化有關鍵地位。美國俄亥俄州立大學(Ohio State University)Sanskriti Das等人透過歐洲太空總署(ESA)XMM-Newton X射線太空望遠鏡進行觀測﹐在我們銀河系的銀暈中發現了比先前認為的還要熾熱的氣體﹐而且化學組成也與預測的不同﹐挑戰天文學家對銀河系的瞭解程度。
　　一般認為一個星系銀暈內的氣體溫度大致相近﹐其溫度高低則視星系總質量多寡而定﹔而我們銀河系銀暈中的氣體溫度大約在10,000到100萬度左右﹐但天文學家並不清楚溫度如何加熱到這樣的程度﹐推測可能是銀盤中向外發出的恆星風造成的。然而﹐根據XMM-Newton最新觀測結果顯示﹕銀河系銀暈中含有3種不同成分的熾熱氣體﹐且其中最熱處的溫度是先前認為的10倍以上﹐也就是1000萬度左右。這是第一次在銀河系中發現有多種氣體組成的結構﹐而且顯然這樣的狀況在其他星系中也適用。
　　Das等人是透過XMM-Newton上的反射光柵光譜儀(Reflection Grating Spectrometer﹐RGS)和歐洲光子相機(European Photon Imaging Camera﹐EPIC)﹐測量50億光年外一顆蠍虎座BL型類星體(blazar)1ES 1553+113發出的X光被銀暈物質吸收的光譜狀況來檢視銀暈氣體性質。由於這項觀測工作長達3星期﹐比以前僅1~2天的觀測工作長得多﹐所以可以偵測到先前因為太暗而忽略的的光譜訊息。結果﹐他們發現一些只能在特定溫度出現的光譜特徵﹐這些天文學家便可據此估算銀暈氣體的溫度。
　　此外﹐銀暈中顯然充斥著比氦還重的重元素(或稱金屬元素)﹐這些重元素通常是在恆星生命的後期才會產生。這顯示銀暈一直在接收來自某些恆星生命末期製造並向外拋出的物質。在此之前﹐天文學家主要是在銀暈觀測氧元素﹐因為它含量豐富且容易觀測。而Das等人除了觀測氧之外﹐還有氮﹑氖和鐵等元素。科學家們原本預期銀暈中含有的元素比例應該與太陽差不多﹐但Das等人卻發現銀暈中的鐵比預期還少﹐表示銀暈中曾有大量大質量垂死恆星﹔氧也比預期的少﹐可能是被銀暈中的塵粒吸收的結果。
　　出現在銀暈預期外的這些重元素﹐也給宇宙未解之謎之一的「失落物質問題(missing matter problem)」—銀河系的總質量比預期還低許多一個可能的解釋。由普朗克衛星(Planck)得出﹕宇宙中僅有5%的質量是以「一般物質」的型式出現﹐也就是我們常見的恆星﹑星系和行星等。但如果把我們所有能看見的都加起來﹐還是與理論預期不符。那麼﹐缺少的質量在哪裡？有天文學家認為就在星系周圍廣袤的銀暈裡﹐現在Das等人的研究成果就是這個假設的鐵證。這些銀暈中以前從未發現的熾熱重元素氣體可能在先前分析被忽略了﹐但其實它在銀暈中佔有相當大的比例﹐因此必定可以填補那些失落物質部分。
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　　而這項研究不僅翻新了天文學家對銀暈的認知﹐找到很一部份失落物質﹐而且由於他們只觀測了單一方向﹐也就是只朝一個蠍虎BL類星體的方向﹐如果未來把研究擴展到其他方向﹐所獲結果可能會讓天文學家們更加歡喜。

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