新知丨星系大撞车 之 超亮X射线源
2014/12/17 中科院之声
1.3亿光年外的大犬座内,两个漩涡星系正在相撞,演出一场宇宙灯光秀。
在过去15年里,这对星系NGC 2207和IC 2163中,曾有3颗垂死的恒星发生过超新星爆炸,与此同时,也正在孕育着新生的恒星。然而,这两个星系让科学家更感兴趣的地方在于,它包含一些天体,发出非常强烈的X射线,被称为“超亮X射线源”。NASA的钱德拉X射线望远镜拍下了这两个星系的X射线、红外线和可见光波段的图像,并合成为上面这张美丽的图片。
X射线
红外线
可见光
和我们的银河系一样,这两个星系中包含许多“X射线联星系统”(如下图)。
X射线联星
“X射线联星”通常包含一颗普通的恒星,以及一颗坍缩的死亡恒星(比如中子星或黑洞)。中子星或黑洞拥有强烈的引力,像吸血鬼一样从伴星那里吸取物质,这个过程称为“吸积”,并形成一个吸积盘(就是《星际穿越》里,卡冈图雅黑洞周围那一圈明亮的圆盘)。当这些物质被吸入中子星/黑洞时,被加热到几百万度,此时会释放出异常强烈的X射线。然而,它们的X射线在“超亮X射线源”面前,也黯然失色。超亮X射线源简称ULXs(ultraluminous X-ray sources )。
正如它的名字所暗示的那样,ULXs发出超级明亮的X射线,比1百万个太阳在全部波段发出的辐射还要大。人们对它们知之甚少,但许多人相信,它们是大约10倍太阳质量的黑洞,正在吸积物质,发出强烈的X射线。ULXs非常少见,在我们的银河系中并不存在。实际上,在绝大多数星系中,都无法看到它们的身影。如果有的话,通常也只有一个。
然而,在这两个正在碰撞的星系NGC 2207和IC 2163中,却有多达28个!
根据各个不同的望远镜在不同波段的观测,科学家发现,这些X射线源与恒星形成率有强烈的相关性。从照片中,我们可以看出,X射线大多集中在星系的悬臂上,此处,有许多恒星正在形成。这意味着,这些黑洞的伴星可能十分年轻。
许多科学家都同意,星系的碰撞会引发恒星形成的热潮。这是因为,碰撞产生的冲击波,像涟漪一样穿越星系中的气体和尘埃,扰乱它们的平衡,使其开始坍缩,并最终形成一颗恒星。科学家估计,这些超亮X射线源的伴星非常年轻,可能只有1000万年。
来源:科学世界
《科学世界》杂志是由中国科学院主管、科学出版社主办的一本面向全国发行的综合性科普月刊。
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