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外媒:宇宙射線正在“撕裂”大麥哲倫星系

2020-02-21 14:18:57  來源:新浪科技

北京時間2月21日消息,據國外媒體報道,宇宙射線是指被極其激烈的宇宙事件加速到接近光速的微型帶電粒子。這些射線本身并不是特別可怕,但如果數量足夠多,便會對整個星系造成威脅。

一支研究團隊近日發表了對銀河系的衛星星系大麥哲倫云的模擬結果。模擬發現,星暴事件中產生的宇宙射線正在使該星系分崩離析。還好就目前來看,真正的大麥哲倫云仍然完好無缺。

兩大星云

銀河系擁有數十個較小的衛星星系,其中最大的便是大麥哲倫云和小麥哲倫云。它們得名于葡萄牙探險家斐迪南·麥哲倫。盡管南半球的觀星愛好者們在千年以前就已經熟知了這兩個星系,但直到麥哲倫那次著名的環球航行之后,歐洲人才通過他做的詳細記錄了解到它們的存在,因此用麥哲倫的名字為它們命名。

雖然大麥哲倫云在夜空中看似很大,直徑達月球的20倍,但它距我們足有16萬光年之遙。它的質量約為太陽的100億倍,直徑約為1.4萬光年,是本地星群中的第四大星系。大麥哲倫云目前和小麥哲倫云一起圍繞銀河系旋轉,并且距銀河系越來越近。再過25億年左右,大麥哲倫云就會與銀河系相撞,上演一場驚天動地的“焰火表演”。

但在此之前,大麥哲倫云中會先發生一些爆發性的恒星形成過程。除了繞銀河系旋轉外,大麥哲倫云同時還圍繞小麥哲倫云運動,兩者之間的引力作用會激發一輪又一輪密集的恒星形成,短暫地照亮整個大麥哲倫云星系。

被宇宙射線加熱的氣體

這種激烈的恒星形成每隔幾億年便會發生一回。只要有新恒星形成,其中必然有一些超大質量恒星。這些恒星的生命非常短暫,短短幾百萬年便會將內部核燃料焚燒殆盡,最終以超新星爆發的形式解體。這是宇宙中已知最強大、最高能的事件。

而這種激烈宇宙事件的副產物之一便是宇宙射線。它們不斷在宇宙中四處穿梭,一躍便是數十億光年之遙,為所及之處帶來滅頂之災。

而前述模擬結果顯示,過去激烈的恒星形成過程中產生的宇宙射線正在“試圖”摧毀大麥哲倫云。

宇宙射線的主要問題在于其巨大的動能。盡管構成宇宙射線的粒子極小,但速度極快,因此擁有的動能高得驚人。這些射線在擊中大麥哲倫云中的任意一團氣體云后,會逐個擊中氣體云中的各個分子,在釋放部分動能的同時,使氣體溫度激增。

氣體溫度高到一定程度后,大麥哲倫云的引力便不足以將其留在星系中,因此這些熾熱的氣體便會向外逃逸。

麥哲倫星流

不過,這一過程并不會發生得那么快。研究人員分析了自己的模擬結果,想了解這些熾熱的氣體從大麥哲倫云逃逸的速度有多快、范圍有多遠。為此,他們著重研究了模擬結果中“麥哲倫星流”的表現。“麥哲倫星流”是一股數億年前從麥哲倫云中噴出的物質流,這股熾熱、稀薄的氣體幾乎包圍了整個銀河系。而研究人員驚訝地發現,盡管宇宙射線使大麥哲倫云中的氣體顯著升溫,但這些氣體卻留在了星系內部、并未逸散出去。

這種矛盾的原因在于大麥哲倫云向銀河系靠近時的朝向。數十億年來,它一直在徑直面朝銀河系移動,之間毫無遮擋。因此,大麥哲倫云在銀河系周圍的稀薄氣體中移動時,這些氣體的壓力就像一個蓋子,阻擋了大麥哲倫云中的物質外泄。

因此,盡管大麥哲倫云中有大量氣體想向外逃逸,卻因為上述原因無法成功脫逃。至少目前來說是這樣。但這種壓力差遲早會消散,屆時大麥哲倫云中的熾熱氣體便可成功外泄,加入跟隨在該星系后方的麥哲倫星流。

至于形成這股星流的原因,研究人員猜測,它可能主要是由大小麥哲倫云之間的引力作用導致的,與宇宙射線關系較小。

但有一點是肯定的:對大麥哲倫云而言,接下來的幾十億年一定會過得相當有趣。(葉子)

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