银河系中心巨型泡泡成因终于有解

银河系中心上下有两个巨型泡泡，是至今科学家发现的银河系内最奇特、最大的结构。科学家认为终于找到了它们的成因：是银河系中心超级黑洞喷发的物质所造成的。

银河系上下的费米泡泡和埃罗西塔泡泡的示意图

确切地说，银河系中心上下有两套泡泡，分别是在2010年和2020年，由费米伽马射线太空望远镜和埃罗西塔X射线（eRosita X Ray）太空望远镜所发现，由此得名费米泡泡（Fermi bubbles）和埃罗西塔泡泡（eROSITA bubbles）。

每套泡泡都从银河系中心向上下分别延展，上下两个泡泡整体看起来又形如一个沙漏的形状。费米泡泡嵌在埃罗西塔泡泡的里面。前者直径大约2.5万光年，埃罗西塔泡泡直径至少3.6万光年，有的研究称可达5万光年，大约是费米泡泡的两倍。

但是构成这两套泡泡的物质完全不同。费米泡泡内充满了高能宇宙射线，只有探测高能伽马射线的望远镜才能看到。而埃罗西塔泡泡内充满了高温气体，是在X射线波段观测到的结构。

自从观测到这些泡泡以来，科学家一直在探索它们的来源，猜测它们肯定和银河系中心发生的某种剧烈的爆炸事件相关，而且是在很久以前就已经形成了。

3月7日发表于《自然‧天文学》（Nature Astronomy）期刊的一份研究认为，这两套泡泡都是由银河系中心的超级黑洞长期以来喷发的物质造成的，这个过程大约开始于260万年前，至少持续了10万年。

主要研究者之一美国密歇根大学（University of Michigan）的天文学家马特乌什‧鲁斯科夫斯基（Mateusz Ruszkowski）说：“黑洞与它们所在的星系如何互动是我们很想了解的一个重要过程，因为看起来黑洞与星系的互动使得它们受到一定限制，而不会无限制地增长。我们这份研究提出的演化模型，就能很好地回答这个问题：看起来这些费米泡泡和埃罗西塔泡泡都是由超级黑洞喷发而形成的结构。”

前面提到，科学家猜测这些泡泡有某种剧烈的爆炸事件生成，有人猜测是超新星的爆发，有人猜测是银河系中心超级黑洞的喷发。这份研究认为是后一种情形。

人们熟悉的黑洞特性是能够吞噬周围一切物质，但是这份研究提出另一种情形：当星系物质靠近黑洞，但是还没有超过黑洞的事件视界（进入这个范围的任何物质会被黑洞吞噬）的时候，可能会被甩向黑洞的两极，形成两道接近光速的高能喷射流，把这些物质喷射到很远的太空中。

天文学家发现几乎每个星系的中心都有一个超级黑洞。银河系也不例外，其中心盘踞着质量大约是太阳的420万倍的超级黑洞人马座A（Sgr A*）。这份研究认为人马座A喷发的两道喷射流逐渐形成了费米泡和埃罗西塔泡。研究称，这个过程也使得人马座A的质量无法不受限地快速增长。

有的星系中心的超级黑洞很活跃，有的相对平静。人马座A是相对平静的一个。这份研究认为，可能以前人马座A也是非常活跃的一个超级黑洞，在经历了10万年的喷发后，后来终于平静了下来。