天文学家在银河系中心附近识别出疑似超新星遗迹

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利用多台空间与地面望远镜的数据,天文学家在银河系中心附近发现一处疑似超新星遗迹,位置距离银河系中心超大质量黑洞人马座A*仅数十光年。

研究团队使用了美国宇航局(NASA)的钱德拉X射线天文台和欧洲航天局(ESA)的XMM-牛顿卫星获取的X射线观测数据,并结合南非MeerKAT射电望远镜的射电数据以及夏威夷Pan-STARRS望远镜的光学图像,对银河系中心区域进行了联合分析。

根据介绍,这一候选超新星遗迹位于距离地球约26,000光年的方向,其主要证据来自钱德拉和XMM-牛顿观测到的X射线发射特征。复合图像中,X射线数据以蓝色呈现,MeerKAT射电数据以红色显示,Pan-STARRS的光学数据则以红、绿、蓝三色叠加。相关图像由NASA / CXC / UCLA / Zhu 等 / ESA / XMM-Newton / PanSTARRS / MeerKAT / CSA / STScI / SAO / L. Frattare & P. Edmonds联合制作。

天文学家在声明中表示,X射线数据揭示出一个局部增强的X射线发射“斑块”,可能对应一颗大质量恒星在生命末期发生爆炸后形成的超新星遗迹,并被包埋在一个更大尺度、正在膨胀的气体云中。

该结构位于一个被称为HII区的气泡内部。研究人员指出,这一气泡中的氢原子已被电离,其周围环绕着一颗年轻的大质量恒星。该气泡同时也是一个明亮的射电源,即人马座C(Sagittarius C)。

团队估算,如果这一X射线“斑块”确属超新星遗迹,其膨胀速度约为每小时320万公里(约合每小时200万英里),对应的年龄至少约为1700年。

在此之前,基于美国宇航局SOFIA任务的观测,科研人员已在人人马座C周围识别出一个膨胀中的气体壳结构,这一发现被视为该区域曾发生恒星爆炸的线索之一。

研究人员指出,射电图像中可见的长丝状结构,被认为是高能粒子沿着大致垂直于银河系盘面的磁场传播所形成的。团队在说明中提到,恒星内部的核聚变过程会将宇宙早期丰富的氢和氦转化为其他元素,而当恒星在生命末期以超新星形式爆炸时,这些新合成的元素会被抛射到星际空间,为后续世代的恒星和行星提供物质来源。

为验证超新星遗迹的可能性,研究人员在X射线数据中搜索了关键元素丰度增加的迹象,这类增强通常被视为恒星爆炸将重元素注入周围介质的证据。团队表示,目前并未在该区域观测到明显的元素丰度增强,这一结果可能意味着恒星爆炸抛射出的物质已经与周围气体充分混合。

研究人员也考虑了其他解释方案,其中之一是将该X射线“斑块”归因于区域内一群大质量恒星所加热的高温气体。但他们指出,这一情形的可能性较低,因为该“斑块”的X射线亮度比已知大型恒星团中明亮大质量恒星的X射线发射强度高出十倍以上。

相关研究论文由Zhenlin Zhu等人撰写,于4月16日发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal),题为《人马座C复合体中的弥散X射线发射》(Diffuse X-ray Emission in the Sagittarius C Complex),刊号为ApJ 1001, 197,DOI为10.3847/1538-4357/ae547c。


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