令人叹为观止的X射线宇宙新地图

2020-06-20 03:37:51

一台德俄合作的太空望远镜刚刚获得了一张用X射线追踪天空的突破性地图。

这张图像记录了宇宙中大量的暴力行为-物质被加速、加热和粉碎的情况。

这架轨道望远镜于去年7月发射升空,发射到距离地球约150万公里的观测位置。一旦在12月投入使用并宣布全面投入使用,它就只能缓慢旋转并扫描太空深处。

eROSITA的第一个全天数据集,如本页顶部的图像所示,上周才完成。它记录了超过一百万个X射线源。

这个数字实际上与60年前整个X射线天文学历史中探测到的数字几乎相同。我们基本上在短短6个月内就将已知源增加了一倍,位于德国加钦的马克斯·普朗克地外物理研究所(MPE)高能天体物理学小组负责人柯帕尔·南德拉说。

他在接受BBC新闻采访时表示,这些数据确实令人震惊,我认为我们在这里所做的事情将给X射线天文学带来革命性的变化。

这张地图使用了所谓的艾托夫投影,它将天空的球体展开到一个椭圆上。中间的带是我们银河系的平面,星系的中心在椭圆的中间。

这幅图像已经用彩色编码,以帮助描述正在发生的事情。蓝色代表高能X射线(1-2.3千电子伏特,kev);绿色代表中等能量(0.6-1kev);红色代表较低能量(0.3-0.6kev)。

银河系平面的大部分是由高能量源主导的。在一定程度上,这是因为大量的气体和尘埃吸收并过滤掉了较低能量的辐射。来源包括具有强烈的、磁场活跃的和极热的大气层的恒星。

绿色和黄色描绘了一种蘑菇特征,覆盖了地图的大片区域,代表了我们银河系内外的热气。这种物质印记了有关银河系形成和演化的信息。

一些较大的污点是天空中有名的演员。飞机最右边明亮的黄色斑块是超新星残骸的集中地,超新星残骸是已经爆炸的恒星的残骸,其冲击波过热了周围由尘埃和气体组成的茧。这片特殊的区域主要是船帆座超新星遗迹。这是一次发生在几千年前的爆炸,但距离地球只有800光年。

接下来看看贴图顶部和底部的漫反射红色辉光。这在很大程度上是我们银河系以外的热气发出的X射线。在白色斑点中,我们主要看到的是超大质量黑洞的特征。事实上,在新地图中包含的所有来源中,约有80%是位于遥远星系中心的巨大黑洞。当它们的巨大引力吸引并掏空物质时,它们会喷射出X射线。

一些出现在地图上的超大质量黑洞是在宇宙年龄不到10亿岁时看到的,不到现在年龄的10%。

Spektr-RG及其eROSITA仪器打算在未来3.5年内再收集7次全天观测。这将使望远镜能够改进它的数据,去除人工制品和噪音,但也可以更深入地感知宇宙,并接收到原本无法检测到的微弱来源。

一个关键的目标是绘制照亮大星系团的热的X射线发射气体的分布图。

天文学家希望这些信息能引导他们对宇宙是如何结构的,以及它是如何随着时间的推移而变化的,有一些新的见解。在这个项目中可能会有一些关于暗能量本质的线索,这种神秘的力量似乎正在以越来越快的速度将宇宙推向四分五裂。

南德拉教授解释说,这是最大的奖品,但只有在任务结束时才会出现。

八项调查使我们能够真正深入遥远的宇宙。基本上,我们正在试图探测宇宙中超过一定质量极限的所有星系团。我们已经有了一个不错的样品--可能在10,000个左右。但是我们希望得到至少10万个星系团。

eROSITA是Spektr-RG上的德国元素。它占据了宇宙飞船大巴或底盘上的大部分空间。但它紧挨着一台名为ART-XC的俄罗斯仪器,该仪器对高达30keV的更高能量很敏感。

eROSITA和ART-XC都使用一个由七个管状反射镜模块组成的集群,将X射线光聚集到它们灵敏的相机探测器上。