X射线回声揭示银河系隐藏的三维蓝图

科学家利用一种突破性的X射线技术揭开了银河中心分子云的三维结构。这些宇宙云对恒星的形成至关重要，它们被过去来自超大质量黑洞人马座A*的爆发照亮。 通过分析X射线耀斑是如何与这些云相互作用的，天文学家拼凑出了一幅详细的宇宙地图，揭示了银河系动荡的核心。

银河系和"石头"分子云中心的 X 射线和光学图像。 资料来源：X射线： NASA/CXC/UConn/D. Alboslani et al： NASA/ESA/JPL/CalTech/Herschel; NASA/ESA/JPL/CalTech/Spitzer; Radio： ASIAA/SAO/SMA；图像处理： NASA/CXC/SAO/N. 沃尔克

这张图片展示了一项利用数十年数据探索银河系中心分子云三维结构的研究。 全景图结合了多种类型的观测数据：来自亚毫米波阵列（绿色）的无线电数据、来自赫歇尔太空望远镜（红色）和斯皮策太空望远镜（蓝色）的红外数据，以及来自美国宇航局钱德拉 X 射线天文台的 X 射线数据。

"石头"分子云的 X 射线图像。 资料来源：NASA/CXC/UConn/D. Alboslani et al.

研究人员首次在银河系最极端的环境中绘制了三维分子云图--恒星形成的密集区域。 他们研究了位于银河系中心的银河系超大质量黑洞人马座 A*（Sgr A*）过去发生的耀斑事件。 该区域湍流剧烈，气体温度、密度和运动强度是银河系其他地方的十倍。 偶尔，流入的气体会被拉入 Sgr A*，引发向外辐射的强大 X 射线耀斑。

这些 X 射线耀斑通过一种叫做荧光的过程与分子云相互作用。 当 X 射线光在太空中移动时，它会随着时间的推移照亮云的不同层，就像 X 射线扫描一样，揭示出它们隐藏的结构。

研究小组开发了一种新的 X 射线层析成像方法，绘制了两幅银河中心分子云的三维图，分别称为"石头"云和"棍子"云。 这些地图是银河中心分子云在三维空间上的首次呈现。 他们利用钱德拉二十年的数据创建了"石头"和"棍子"分子云的三维模型。

天文学家通常只能看到空间中物体的两个空间维度，而 X 射线层析成像法可以测量云的第三个维度，因为 X 射线会随着时间的推移照亮云的各个切片。

研究人员还利用亚毫米波阵列和赫歇尔空间天文台的数据，将在 X 射线回波中看到的结构与在其他波长中看到的结构进行比较。 由于 X 射线数据不是连续收集的，因此在亚毫米波段看到的一些结构在 X 射线中看不到。 然而，这些"缺失"的结构使研究人员能够限制照亮石云的 X 射线耀斑事件的持续时间。 他们确定，X 射线耀斑的持续时间不会超过四到五个月。

在马里兰州国家港举行的美国天文学会第 245 次会议上，Danya Alboslani（康涅狄格大学）介绍了这些结果。

编译自/ScitechDaily