星系大撞车中的超亮X射线源

作者: Justine Alford

来源: 科学世界

发布日期: 2014-12-15 15:28:00

在1.3亿光年外的大犬座内,两个漩涡星系NGC 2207和IC 2163正在相撞,其中包含的超亮X射线源(ULXs)引起了科学家的高度兴趣。这些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,通常被认为是10倍太阳质量的黑洞在吸积物质时发出的。在NGC 2207和IC 2163中,科学家发现了多达28个ULXs,这些X射线源与恒星形成率有强烈的相关性,表明这些黑洞的伴星可能非常年轻。

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,并合成为一张美丽的图片。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”。“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。

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。

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