時(shí)速321萬公里！NASA航天器測(cè)得1200萬光年外星系的超強(qiáng)星系風(fēng)

IT之家 4 月 1 日消息，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的 X 射線航天器 XRISM（全稱為 X 射線成像與光譜探測(cè)任務(wù)），現(xiàn)已測(cè)算出一座爆發(fā)恒星形成活動(dòng)的遙遠(yuǎn)星系中星系風(fēng)的外流速度。

測(cè)算結(jié)果顯示，這些星系風(fēng)的流速高達(dá)驚人的 200 萬英里 / 小時(shí)（約 321 萬公里 / 小時(shí)）。

該星系為梅西耶 82（M82），其超高溫氣體從星系核心恒星活動(dòng)劇烈的區(qū)域向外噴涌。M82 位于北天大熊座，距離地球約 1200 萬光年。由于其恒星形成速率是銀河系的十倍，因此被歸類為星暴星系。

馬里蘭大學(xué)帕克分校、美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的研究團(tuán)隊(duì)成員艾琳 · 伯特徹在聲明中表示：“以 M82 這類星暴星系的經(jīng)典模型來看，星系中心恒星形成與超新星爆發(fā)產(chǎn)生的沖擊波會(huì)加熱氣體，進(jìn)而催生強(qiáng)勁的星系風(fēng)。但在 XRISM 投入使用前，我們一直無法精準(zhǔn)測(cè)量速度，也就無法驗(yàn)證這一假說。如今我們觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，氣體的運(yùn)動(dòng)速度甚至超過部分模型預(yù)測(cè)值，足以推動(dòng)星系風(fēng)一路延伸至星系邊緣。”

伯特徹借助 XRISM 航天器上的 Resolve 探測(cè)儀器，完成了星系風(fēng)流速的測(cè)量工作。

據(jù)IT之家了解，M82 也被稱作雪茄星系。長(zhǎng)久以來，人類已知其存在低溫星系風(fēng)，由海量氣體與塵埃構(gòu)成，延展范圍長(zhǎng)達(dá)約 4 萬光年。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、詹姆斯 · 韋伯空間望遠(yuǎn)鏡、錢德拉 X 射線天文臺(tái)以及斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡等眾多空間設(shè)備，都曾對(duì)這些星系風(fēng)開展過觀測(cè)。

該研究團(tuán)隊(duì)旨在厘清大規(guī)模物質(zhì)外流與 M82 內(nèi)部恒星活動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)探究宇宙高能粒子（宇宙射線）對(duì)星系風(fēng)產(chǎn)生的影響。研究意義重大：科學(xué)家認(rèn)為，驅(qū)動(dòng)星系風(fēng)形成的同一機(jī)制也會(huì)催生宇宙射線，且宇宙射線或許是推動(dòng)物質(zhì)外流的主要壓力來源。

XRISM 通過觀測(cè) M82 核心超高溫鐵元素釋放的 X 射線輻射，測(cè)出了星系風(fēng) 200 萬英里每小時(shí)的流速。觀測(cè)同時(shí)發(fā)現(xiàn)，該星系核心溫度高達(dá) 4500 萬華氏度（約 2500 萬攝氏度）。高溫形成壓力差，推動(dòng)星系風(fēng)從高壓中心向低壓外圍擴(kuò)散，原理與地球大氣的風(fēng)流動(dòng)一致。

這些星系風(fēng)的特殊之處，不僅在于驚人的流速與初始高溫，還在于其搬運(yùn)物質(zhì)的體量。研究團(tuán)隊(duì)測(cè)算發(fā)現(xiàn)，M82 星系核心每年拋射的物質(zhì)總量相當(dāng)于 7 個(gè)太陽的質(zhì)量，這一現(xiàn)象也給天文學(xué)家留下了謎題。

XRISM 項(xiàng)目研究員埃德蒙 · 霍奇斯-拉克表示：“若星系風(fēng)一直以我們測(cè)得的速度穩(wěn)定流動(dòng)，每年只需拋射相當(dāng)于 4 個(gè)太陽質(zhì)量的氣體，就能驅(qū)動(dòng)外層低溫星系風(fēng)。但 XRISM 的觀測(cè)結(jié)果顯示，向外流動(dòng)的氣體體量遠(yuǎn)大于此。多出來的 3 倍太陽質(zhì)量物質(zhì)去向何方？它們是否會(huì)以高溫氣體的其他形式逃離星系？目前我們尚無答案。”

XRISM 將持續(xù)對(duì) M82 開展觀測(cè)，有望幫助科學(xué)家解開這一謎題，同時(shí)完善星暴星系的理論模型。

亞利桑那州立大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成員斯凱拉 · 格雷森說道：“部分早期星暴星系模型早在 20 世紀(jì) 80 年代就已提出，如今借助 XRISM，我們終于能用前所未有的方式檢驗(yàn)這些理論。這也讓我們有機(jī)會(huì)探明，為何舊模型無法完整還原真實(shí)宇宙中的天體活動(dòng)。”

該團(tuán)隊(duì)的研究成果已于 3 月 25 日發(fā)表在《自然》期刊上。

參考資料：

• https://www.nature.com/articles/s41586-026-10231-1