宇宙中有哪些很美丽，很震撼，很神奇的现象？ Rara，动植物爱好者，Playrix头号玩家 提名费米气泡(Fermi Bubbles)。 你们有没有观赏过银河呐？真的太美啦！！！！！！ 特别是到了夏天，因为夜晚的地球面向着银河系的中心区域，银河的亮度超级亮，所以在夏天看到的银河可是四季中最壮丽的景色哦。 利用相机拍下的银河，充满了星云、恒星、尘埃带。感觉既美丽又寂寥呢。 敲黑板啦！！！！！！如果天赋异禀能看到高能伽马射线的话（普通肉眼当然是不行的哦），就能够看到从银河系的中心向银河的盘状平面两侧展开的两个巨大的泡泡： 银河盘面两侧的费米气泡示意图。整体看上去很像一只蝴蝶或者蛾子，而费米气泡则像是它的双翅。 好看吗，好看！！！！！！由尘埃、气体和宇宙射线等组成的费米气泡，其尺寸真的令人惊叹，每个气泡的直径大约为 25000 光年： 银河系的直径大约是 105700 光年，可见费米泡泡有多大。 关于费米气泡的发现 以著名物理学家费米(Enrico Fermi)命名的费米伽马射线太空望远镜是一个在 2005 年发射的，专门用来观测伽马射线的太空望远镜： 费米伽马射线太空望远镜。 它的主要任务就是绘制伽马射线的 all sky map, 以便研究黑洞啦超新星啦中子星啦等宇宙中的高能天体。 在升空投入使用后不久，天文学家就发现，如果将费米太空望远镜的 all sky map 中已知的星体全部抠掉，就能看到在银河中心的两侧耸立着两坨巨大的椭圆区域——银河系之前倒是从来没有发现过类似的结构哟。 经处理后的伽马射线 all sky map. 抠掉了已知的伽马辐射后，费米气泡边界可以说是很清晰啦。 费米伽马射线太空望远镜十周年纪念海报，上面有诸多发现，最醒目的就是 c 位的费米气泡~~~~~~。 另外，在其他的波段，天文学家们也看到了类似的结构，比如 X 射线波段的、尺寸比费米气泡大得多的埃罗西塔泡泡(eROSITA Bubbles)： 绿色部分是由 X 射线太空望远镜 eROSITA 发现的 eROSITA 气泡哦，而紫色箭头所标注的那两坨椭圆红色是费米气泡。 到底是谁吹了这么大的泡泡？ Emm......科学家就算出了费米泡泡的膨胀速率——大约是每秒几百公里到几千公里的 range.。 然后他们结合各种资料推测表示费米气泡应该源自几百万到一千万年前银河系中心的某次大爆炸。这场爆炸释放了 10^48 到 10^49 焦耳的超级巨大的能量（相当于太阳一辈子释放的能量的 10000 倍往上），加热银河系中心的气体，使其以每秒以成百上千公里的速度膨胀。 膨胀了百万年之后，就形成了如今跨越几万光年的大气泡。 听起来这个解释还不错。可这么大的能量从哪里来的啊？ 有两种主流的学术观点： 1.银河系中心在千万年前可能有大量的恒星，寿命短的年轻恒星发生超新星爆炸释放出了巨大的能量。 M82，剧烈的超新星爆发。 2.银河系中心的超大质量黑洞在几百万年前可能在短时间内暴风吸入了大量气体，然后以喷流 / 外流的形式释放了巨大的能量。 Centaurus A 黑洞喷流。 在爆炸论的这两个学说中，根据累积的研究资料来看，后者黑洞喷流学说更加有说服力哦。 但是咧，再次敲黑板啦！！！！！！但是，就今年（2023 年）又有研究表示银河系中心爆炸论啥的好像不太靠谱……然后该研究提出了一个新观点。 该研究表示来自银河系中心的强烈快速流出的风（在 1000 万年中以每秒 1000 公里的速度吹呀吹）向星系中心周围的气体注入了必要的能量。 与地球上的风不同，这些高速运动的风，是在太空中传播的高能带电粒子流。这些风向外移动，并与周围的“气晕”相互作用，引起“反向冲击”，从而产生一个特征温度峰值。“费米气泡”对应于反向激波前沿内部的体积。 从银河中心流出的快速气流产生了正向激波和反向激波，后者形成了费米气泡的轮廓。 而且在这个研究的模拟过程中，研究者们还发现了中心的瞬时爆发不能再现望远镜所观测到的轮廓——这也算是从侧面为基于中心黑洞产生的稳定风的学说提供了反向支撑的依据吧。 但是一切都只是可能，仍需要继续研究。 References: 1.Yutaka Fujita, Evidence for powerful winds and the associated reverse shock as the origin of the Fermi bubbles, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 518, Issue 3, January 2023, Pages 4551–4556. 2.Yang, HY.K., Ruszkowski, M. & Zweibel, E.G. Fermi and eROSITA bubbles as relics of the past activity of the Galaxy’s central black hole.Nat Astron6, 584–591 (2022).
