宇航局科学家发现了一种新的银河化石

宇航局位于马里兰州格林贝尔特的 戈达德太空飞行中心的研究人员 发现了 X 射线活动，可以揭示星系的演化。

X射线勾勒出附近螺旋星系NGC 4945中巨大的冷气体云的轮廓。大约 500万年前，该星系中央超大质量黑洞爆发后，这些气体似乎已经穿过了该星系。

领导这项工作的戈达德天体物理学家金伯利·韦弗(Kimberly Weaver)说：“科学界对于星系如何演化一直存在争论。” “我们在几乎所有银河系大小的星系中心都发现了超大质量黑洞，一个悬而未决的问题是，与恒星形成的影响相比，它们的影响有多大。研究像 NGC 4945 这样的附近星系(我们认为我们正处于过渡时期)有助于我们建立更好的模型来了解恒星和黑洞如何产生星系变化。”

1 月 11 日，Weaver 在新奥尔良举行的天文学会第 243 届会议上代表她的团队介绍了这一结果。《天体物理学杂志》目前正在审查有关这一发现的论文。这项工作的完成得益于 欧洲航天局 (ESA) 卫星 XMM-牛顿(X 射线多镜任务)在宇航局钱德拉 X 射线天文台 的帮助 下收集的数据。

NGC 4945 是位于南半人马座的一个活跃星系，距离我们约 1300 万光年。

活跃的星系有 一个异常明亮且多变的中心，由超大质量黑洞提供动力，通过引力和摩擦力加热周围的气体和尘埃盘。黑洞慢慢地消耗周围的物质，从​​而在圆盘发出的光中产生随机波动。与大多数活跃星系一样，NGC 4945 的黑洞和圆盘被称为环面的浓密尘埃云所笼罩，它阻挡了部分光线。

活跃星系的核心还可以驱动高速粒子流并产生含有气体和尘埃的强风。

NGC 4945 也是一个星爆星系，这意味着它形成恒星的速度比我们的星系高得多。科学家估计，它每年产生的质量相当于 18 颗类似太阳的恒星的质量，几乎是银河系的三倍。几乎所有的恒星形成都集中在星系的中心。星暴事件会持续 10 到 1 亿年，只有当制造新恒星的原材料耗尽时才会结束。

NASA XMM-Newton 项目科学家 Weaver 和她的团队利用卫星观察了 NGC 4945。在他们的数据中，他们看到了科学家所说的铁 K-α 线。当来自黑洞盘的高能 X 射线与其他地方的冷气体相遇时，就会出现这种特征。(这种气体的温度约为-400华氏度或-200摄氏度。)铁线在活跃星系中很常见，但在这些观测之前，科学家们之前认为它发生在距离黑洞更近的尺度上。

“钱德拉绘制了其他星系中的铁 K-α 地图。在这项研究中，它帮助我们研究了云中单个明亮的 X 射线源，从而帮助我们排除了黑洞以外的其他潜在来源。”戈达德实验室的合著者兼博士后研究员珍娜·坎恩 (Jenna Cann) 说。“但是 NGC 4945 的线从它的中心延伸得很远，我们需要 XMM-Newton 的宽视野才能看到它的全部。”

由于从我们的角度来看，NGC 4945 几乎是边缘倾斜的，因此 XMM-Newton 能够绘制出其沿着星系平面和在星系平面上方的铁线范围，分别将其追踪到 32,000 光年和 16,000 光年——比之前观察到的铁线要远一个数量级。

科学团队认为，线条突出显示的冷气体是大约 500 万年前从星系中央黑洞喷发的粒子喷流的遗迹。这架喷射机很可能与银河系成一定角度，而不是指向太空，驱动着一股超强风，仍在推动冷气体穿过银河系。它甚至可能触发了当前的星爆事件。

Weaver 和她的同事将继续观测 NGC 4945，看看他们是否能发现黑洞影响星系演化的其他方式。当前突出显示冷气体的来自磁盘的 X 射线也可能开始消散它。由于恒星需要这种气体才能形成，科学家们也许能够测量星系黑洞周围的活动如何淬灭其星暴阶段。

戈达德天体物理学家、合著者埃德蒙·霍奇斯-克卢克(Edmund Hodges-Kluck)表示：“有大量证据表明，黑洞在某些星系中发挥着重要作用，决定着它们的恒星形成历史和命运。” “我们研究了很多星系，比如 NGC 4945，因为虽然各个黑洞的物理原理几乎相同，但它们对星系的影响却有很大差异。XMM-Newton 帮助我们发现了我们不知道要寻找的银河化石 - 但这可能只是众多化石中的第一个。”

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