美国国家航空航天局科学家发现一种新的星系“化石”

马里兰州格林贝尔特市美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的研究人员发现了X射线活动，揭示了星系的演化。

X射线勾勒出附近螺旋星系NGC 4945中巨大的冷气体云。

大约500万年前，中央超大质量黑洞爆发后，这种气体似乎在银河系中爆炸。

领导这项工作的戈达德天体物理学家金伯利·韦弗说:“科学界正在就星系如何演化进行辩论。”

“我们在几乎所有银河系大小的星系中心都发现了超大质量黑洞，一个悬而未决的问题是，与恒星形成的影响相比，它们的影响有多大。研究NGC 4945这样的邻近星系，有助于我们建立更好的恒星和黑洞如何产生星系变化的模型。我们认为NGC 4945正处于过渡期。”

韦弗代表她的团队于1月24日在新奥尔良举行的第243届美国天文学会会议上公布了研究结果。

11.《天体物理学杂志》正在审阅一篇关于这一发现的论文。

这项工作之所以成为可能，得益于欧洲航天局(ESA)的XMM-Newton卫星(X射线多镜任务)在美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台的帮助下收集的数据。

NGC 4945是一个位于南半人马座的活跃星系，距离我们约1300万光年。

一个活跃的星系有一个异常明亮和可变的中心，由一个超大质量黑洞提供动力，该黑洞通过重力和摩擦力加热周围的气体和尘埃盘。

黑洞慢慢地消耗它周围的物质，这在光盘发出的光线中产生了随机波动。

与大多数活跃星系一样，NGC 4945的黑洞和黑洞盘被一种名为环面的致密尘埃云所笼罩，从而阻挡了部分光线。

活跃星系的核心也可以驱动高速粒子射流，并产生含有气体和尘埃的强风。

NGC 4945也是一个恒星爆发星系，这意味着它形成恒星的速度比我们自己的星系快得多。

科学家估计它每年产生的质量相当于18颗像太阳一样的恒星，几乎是银河系的三倍。

几乎所有的恒星形成都集中在银河系的中心。

一次恒星爆发事件会持续1000万至1亿年，只有在制造新恒星的原材料耗尽时才会结束。

美国国家航空航天局XMM-Newton项目科学家韦弗和她的团队用卫星观察了NGC 4945。

在他们的数据中，他们看到了科学家所说的铁K-α线。

当来自黑洞圆盘的高能X射线与其他地方的冷气体相遇时，就会出现这一特征。

(这种气体的温度约为零下400华氏度或零下200摄氏度。)铁线在活跃星系中很常见，但在这些观测之前，科学家们以前认为它发生在更接近黑洞的尺度上。

“钱德拉绘制了其他星系中的铁K-α。在这次研究中，它帮助我们研究了云中的单个明亮X射线源，以帮助我们排除黑洞之外的其他潜在来源，”戈达德的合著者和博士后研究员詹娜·坎恩说。

“但是NGC 4945的谱线离它的中心太远了，我们需要XMM-Newton的大视野才能看到它的全部。"

因为从我们的角度来看，NGC 4945几乎是倾斜的，所以XMM-Newton能够绘制出它沿着银河系平面和在银河系平面上方的铁线范围，分别追踪到32，000光年和16，000光年——比以前观察到的铁线远一个数量级。

科学团队认为这条线突出显示的冷气体是大约500万年前银河系中心黑洞爆发的粒子射流的遗迹。

喷流很可能是以一定角度进入银河系而不是指向太空，驱动了一股超能力的风，这股风仍在推动冷气体穿过银河系。

它甚至可能引发了当前的星爆事件。

韦弗和她的同事将继续观察NGC 4945，看看他们是否能发现黑洞影响银河系演化的其他方式。

目前突出冷气体的来自圆盘的相同X射线也可能开始驱散它。由于恒星需要这种气体才能形成，科学家也许能够测量星系黑洞周围的活动如何抑制其恒星爆发阶段。

“有大量证据表明，黑洞在决定一些星系的恒星形成历史和命运方面发挥着重要作用，”合著者、戈达德天体物理学家埃德蒙·霍奇斯-克拉克说。

“我们研究了许多星系，比如NGC 4945，因为尽管黑洞之间的物理性质几乎相同，但它们对各自星系的影响却大不相同。XMM-Newton帮助我们发现了一个我们不知道要寻找的银河系化石——但这可能只是许多化石中的第一个。”

欧空局的XMM-Newton天文台于1999年12月在法属圭亚那的库鲁发射升空。美国国家航空航天局资助了XMM-Newton仪器包的组成部分，并在戈达德提供了美国国家航空航天局客座观测设施，支持美国天文学家使用该天文台。

故事来源:

Materials provided by NASA/Goddard Space Flight Center. Original written by Jeanette Kazmierczak. 注明: Content may be edited for style and length.