天文学家观察X射线光谱,发现星系比我们想象还大

银河系的恒星盘面约横跨十万光年,但最新观测结果表示,星系的范围实际可能横跨数百万光年。

俄亥俄州立大学的Sanksriti Das本周在美国天文学会的虚拟会议,提到银河系尺寸旋涡星系NGC 3221的X射线观察结果。Sanksriti Das与研究团队通过XMM-Newton和Suzaku太空望远镜,拍到星系周围热气发射出的X射线光谱,提供直接证据证明星系有远远超出恒星盘面的光晕。

银河系及大小麦哲伦星系被百万度的巨大气体光晕包围着,这种气体只能利用太空中X-ray望远镜观测。图为艺术家笔下的银河系。(Source:NASA / CXC / M.Weiss / Ohio State / A. Gupta et al.)

天文学家长久以来通过吸收类星体的光或分离无线电波短暂的闪光,来间接观测光晕气体,主要是因为这气体很难自行检测。这些气体非常稀疏,每立方米只有100个原子。与一般超新星爆炸后残留的气体还微弱(每立方米有百万至亿万个原子)。

然而,这些原子的数量与星系所有恒星中发现的原子数量相同,炙热的原子传播在如此庞大的体积是很难被发现的。

虽然理论学家认为这类光晕气体的热是均匀的分布,但是本研究团的X射线观测结果表明并非如此。较靠近星系的气体会更热,而且可能比预期温度高两倍。但有许多未参与研究的天文学家对此结果提出质疑。

由于NGC 3221的质量大致与银河系的质量相同,光晕的温度将与银河系的光晕温度大致相同。因此很难分辨出这些辐射是属于遥远旋涡星系NGC 3221的辐射,还是属于银河系的辐射。

研究人员认为星系的光晕可能是星系生态的关键部分,光晕的气体掉落在星系上,带动了新的恒星诞生,然后这些恒星风及最终超新星爆炸的喷发物质,将再回流到光晕。