星系團內攪動的巨型氣浪：跨度20萬光年為銀河系直徑2倍

圖片說明：英仙星系團內發現一個大範圍的熾熱氣浪，跨度達到20萬光年，約為銀河系直徑的兩倍。

一個國際科學家團隊最近在英仙星系團內發現一個大範圍的熾熱氣浪，跨度達到20萬光年，約為銀河系直徑的兩倍。 研究人員稱數十億年前，一個小型星系團與英仙星系團擦肩而過，引力擾動導致星系團內大量的氣體在廣闊的空間內晃動，從而形成了這一氣浪。 以上為電腦模擬演示氣浪形成過程。（dogstar）

電腦模擬揭示英仙座內的巨型氣浪如何形成

通過將錢德拉X射線望遠鏡的數據、射電觀測以及電腦模擬相結合，一個國際科學家團隊在銀河系鄰近的英仙星系團內發現一個大範圍的熾熱氣浪，跨度達到20萬光年，約為銀河系直徑的兩倍。

研究人員稱數十億年前，一個小型星系團與英仙星系團擦肩而過，導致星系團內大量的氣體在廣闊的空間內晃動，從而形成了這一氣浪。

美國宇航局負責該項研究的首席科學家斯蒂芬·沃克（Stephen Walker）稱：「英仙星系團是銀河系附近最大的星系團之一，並擁有最強的X射線亮度，因此錢德拉X射線望遠鏡能展現出空前的細節特徵。其中發現的氣浪與曾經飛過的小型星系團有關，觀測顯示引發氣浪的擾動活動仍在持續。」

氣浪內的神秘「凹陷」

現今的宇宙中，星系團是受引力束縛的最大天體結構，部分星系團直徑達到1100千萬光年，距離達到2.4億光年之遙。英仙星系團距離地球大約3億光年遠，因位於英仙座方向而得名，和其他所有星系團一樣，英仙星系團內絕大多數可見物質以氣體形式存在。這些氣體溫度高達幾千萬度，由於溫度過高而僅輻射X射線。

錢德拉X射線望遠鏡已經揭示出氣浪內的多種結構，有星系團中心星系NGC1275的超級黑洞吹出的巨大氣泡結構，也有被稱為「灣區」的神秘凹陷結構。

凹陷不太可能是由黑洞吹出的氣泡演變而來。央斯基甚大陣(Karl G. Jansky Very Large Array ,VLA)的射電觀測顯示，「灣區」結構沒有任何射電信號。如果它們的形成黑洞活動有關，觀測結果不應如此。不過，晃動氣體的標準模型通常能夠產生彎向錯誤方向的弧形結構。

小星系團飛過激起氣浪

為了解開凹陷的形成之謎，沃克和同事們將目光投向了錢德拉X射線對英仙星系團已有的觀測數據，並結合相關的計算機模型進行深入研究。 研究人員發現有一個模擬模型也許能夠揭示凹陷的成因。在這個模型中，存在一個類似英仙星系團的結構，其中的氣體大體分成兩個部分，一個中心「低溫」區域，溫度約3000萬攝氏度，而其則是更為熾熱的氣體，溫度則是前者的3倍。

模型中，還有一個小星系團，質量約為銀河系的千分之一，從65萬光年外與大星系團經過。小星系團的飛過產生引力擾動，使中心低溫氣體螺旋擴散，有點類似將奶油攪拌入咖啡的過程。大約25億年後，當這些氣體擴散至距離中心50萬光年遠時，巨大的氣浪就此形成，並向外擴散數億年直至消失。

自然界隨處可見的波型

科學家認為這些氣浪是巨型版本的開爾文-亥姆霍茲波(Kelvin-Helmholtz waves)。這種波在自然界隨處可見，通常出現在存在速度差異的兩種流體界面上，例如當風吹過水麵時。在海洋中、地球的雲層系統，其他行星，甚至太陽中都有這種波的身影。

沃克解釋說：「我們認為，英仙星系團內的凹陷結構是開爾文-亥姆霍茲波的一部分，或許是迄今發現的最大型開爾文-亥姆霍茲波。它們的形成方式與計算機模擬顯示的大致相同。此外，我們還在另外兩個星系團半人馬星系團和Abell 1795也發現了類似特徵。」

據悉，有關英仙星系團巨型氣浪的相關論文將刊登在2017年6月的學術期刊《皇家天文學會月刊》上。 (dogstar)

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