美国宇航局的一项新研究发现表明,距离地球7500光年远的埃塔卡尼亚斯星系,其高能加速粒子已经到达地球。
这个离地球10000光年远的最明亮和庞大的恒星系统,远比天文学家想象的要强大得多。
这个恒星系统由两个互为轨道的巨大的恒星组成。它们非常明亮,而且巨大,它们产生的辐射,将其表面撕裂,并以与光速相当的速度将它们喷射到太空中。
“我们知道爆炸恒星的爆炸波可以加速宇宙射线粒子,使之与光的速度相当,这是难以置信的能量提升,”马里兰州格林贝尔特宇航局哥达德航天飞行中心的天体物理学家,该项研究的首席科学家Kenji Hamaguchi说。他们使用美国宇航局的NUSTAR太空望远镜的数据得到最新研究成果。
“我们的分析表明埃塔只是其中之一,类似的过程肯定也发生在其他极端环境中。”
天文学家知道,大于10亿电子伏特的宇宙射线从太阳系之外来到地球。
但是因为电子、质子和原子核都携带着电荷,一旦遇到磁场,就会偏离了航线。
这扰乱了他们的行进路线,掩盖了他们的起源。
哥达德的团队成员Michael Corcoran说,“埃塔-卡利纳的两颗恒星都吹着强有力的恒星风。”
“这些风在轨道周期中发生变化,在低能量X射线中产生周期性信号,我们已经追踪了20多年。”
美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜也观测到伽玛射线的变化,来自埃塔的光远比X射线的能量要强。
但是费米的视野不像X射线望远镜那么敏锐,所以天文学家无法证实这种联系。
为了弥补低能量X射线监测和费米观测之间的差距,哈玛谷迟和他的同事转向使用NuSTAR。
NUSTAR于2012推出,能聚焦于更大能量的X射线,比以前任何望远镜都强。
研究小组利用新记录和档案数据,研究了2014年3月至2016年6月期间获得的NuStAR观测数据,以及同一时期欧洲航天局XMM牛顿卫星的低能量X射线的观测结果。
埃塔的能量来自于碰撞的恒星风的界面处的气体,其温度超过华氏7000万度(4000万摄氏度)。
之前的研究发现,在两颗恒星之间有一个区域,那里高速恒星风以每小时一千万公里(620万英里)的速度相互碰撞。
但是NuSTAR检测到发射X射线的源在30000 eV以上,大约是碰撞风中波的三倍。
相比之下,可见光的能量范围约为2至3 eV。
该小组于7月2日在《自然天文学》杂志上发表了相关论文。
论文称这些硬X射线随二元轨道周期而变化,并显示出与费米观测到的伽马射线相似的能量输出模式。
研究人员说,硬X射线和伽马射线发射最好的解释是电子在猛烈的冲击波中沿着碰撞的恒星风的边界加速。
伽马射线由星光产生,通过与这些电子的相互作用而产生巨大的能量提升。
一些超高速电子,以及其他加速粒子,必须逃逸这个系统,也许某些粒子最终漂移到地球,以宇宙射线的形式被探测到。
加利福尼亚帕萨迪纳加州理工学院的NuStAR和天文学教授Fiona Harrison说:“我们已经知道在埃塔周围的区域有高能X射线和伽马射线能量释放的源头。但是直到NuSar能够精确地探测到辐射,并详细研究它的特性,才能真正揭开其起源。”
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