宇宙的碰撞形成了星系的一圈x射线

这个环虽然没有在中土地上施加能量,但可以帮助科学家更好地理解当星系在灾难性影响下相互撞击时会发生什么。

在这个星系AM 0644-741(简称AM 0644)的新合成图像中,来自钱德拉(紫色)的X射线与来自美国宇航局哈勃太空望远镜(红色,绿色和蓝色)的光学数据相结合。钱德拉的数据揭示了非常明亮的X射线源,很可能是由恒星质量黑洞或中子星驱动的二元系统,在一个非凡的环中。结果在意大利米兰INAF-Osservatorio Astronomico di Brera的Anna Wolter领导的新论文中报道。

AM 0644中的黑洞或中子星环来自何处?天文学家认为它是在一个星系被重力拉入另一个星系时产生的。第一个星系在第二个星系的气体中产生涟漪,AM 0644,位于右下方。这些涟漪随后在AM 0644中产生了一个膨胀的气体环,引发了新恒星的诞生。第一个星系可能是位于图像左下方的星系。

这些羽翼未丰的恒星中最庞大的星球将导致短暂的生命 – 以宇宙术语 – 数百万年。在此之后,他们的核燃料被耗尽并且恒星爆炸成超新星,留下质量通常在太阳的大约五到二十倍的黑洞,或质量大约等于太阳质量的中子星。

这些黑洞或中子星中的一些具有紧密的伴星,以及来自其恒星伙伴的虹吸气体。这种气体朝向黑洞或中子星落下,形成像水一样绕着排水管旋转的旋转盘,并通过摩擦加热。这种过热气体会产生Chandra可以检测到的大量X射线。

虽然一圈黑洞或中子星本身很有吸引力,但是AM 0644的故事还有更多。在AM 0644环中检测到的所有X射线源都足够明亮,可归类为超光X射线源。 (ULXs)。这是一类物体比大多数“普通”二元系统产生数百至数千倍的X射线,其中伴星在中子星或黑洞周围的轨道上运行。直到最近,大多数天文学家认为ULX通常包含恒星质量黑洞,在某些情况下可能存在中等质量黑洞(IMBH),其中包含太阳质量的一百倍。然而,当其他星系中的一些ULX包括M82和M51时,这种想法被推翻了,被发现含有中子星。

除了IMBH之外,还提出了几种其他解释,用于ULX的强烈X射线发射。它们包括黑洞或中子星异常快速的生长,或沿着磁力线漏斗的漏斗产生的几何效应。

AM 0644中各个ULX的标识目前未知。它们可能是黑洞和中子星的混合物,它们也可能都是黑洞或所有中子星。

并非图像中的所有X射线源都位于AM 0644的环中。其中一个来源是一个快速增长的黑洞,它位于距离地球91亿光年远的银河系后面。钱德拉检测到的另一个有趣的来源是位于银河系中心的超大质量黑洞。在这项新研究中,研究人员还使用Chandra观测研究了除AM 0644之外的其他六个环状星系。在七个星系中共检测到63个源,其中50个为ULX。作者认为,这些环状星系中每个星系的平均ULX数量比其他类型的星系要大。环形星系刺激了天文学家的兴趣,因为它们是检验双星形成模型的理想试验台,并了解ULX的起源。

描述AM 0644及其姊妹环星系研究的论文发表于2018年8月10日的“天体物理学杂志”,可在线获取。该论文的共同作者是来自马萨诸塞州剑桥的哈佛 – 史密森天体物理学中心的Antonella Fruscione和来自意大利帕多瓦的INAF-Osservatorio Astronomico di Padova的Michela Mapelli。

美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理美国宇航局华盛顿科学任务理事会的钱德拉计划。位于马萨诸塞州剑桥的史密森天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行运行。

图片来源:X射线:NASA / CXC / INAF / A. Wolter等; 光学:NASA / STScI

阅读美国宇航局钱德拉X射线天文台的更多信息。

有关更多钱德拉图像,多媒体和相关材料,请访问:http://www.nasa.gov/chandra

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