有一个神奇的悖论阻碍了人们对银河系部分地区的研究——银河系中稠密的气体阻碍了科学家对银河系核心的观测，让我们很难用我们擅长的可见光观测到，然而，一些遥远的河外星系却并不会出现同样的阻碍。所以从某种程度上来说，相比于我们自己所在的银河系，我们反而能更好地观测到更遥远的星系。

为了更好地了解银河系中心（GC）和星际介质（ISM），一个天文学家团队使用了一台名为威斯康星 氢-阿尔法巡天仪（WHAM）的望远镜，利用可见光光谱中的一部分来观察银河系的核心。

该研究团队专攻于银河系中的两类特殊现象，其中之一为费米气泡。费米气泡是由星系中心喷射、由高能气体组成的大质量爆发。它们被称为费米气泡，是因为它们在2010年首次被费米伽马射线空间望远镜发现。这些气泡尺度很大，从银河系盘面延伸至5万光年之外，其传播速度达到了每小时几百万英里。

这是延伸到银河系平面之外的费米气泡的图示。它们发现于2010年，很可能是银河系中心的超大质量黑洞人马座A*能量爆发的结果。图源：NASA/GSFCA发表的论文：“银河系中心上方高速H-α的发现：费米气泡的测试模型”。这项工作的主要作者是威斯康星大学天文学研究生Dhanesh Krishnarao。这一发现已在美国天文学会第236届会议上发表，并已提交给“天体物理杂志快报”。在这项工作之前，费米气泡的一些观测是在紫外线下进行的，方法是检查遥远的类星体通过气体时发出的光。虽然这些观察扩大了科学家对气泡的理解，但它们也有局限性。它们只能在特定的视线上拍摄，而WHAM则是全天望远镜。此前的观测无法测量气体的速度、温度和密度。

“……不像紫外线数据，我们不仅仅局限于特定的可见光。”

合作作者鲍勃·本杰明，是华盛顿大学白水分校的一位天文学教授。但是WHAM使用了另一种方法。就像它的名字，它可以观测到氢—阿尔法原子。在氢—阿尔法原子中，电子可以从第三能级跃迁到第二能级。这个过程可以释放出可见光中最亮的氢谱线。

H-α过程简化的卢瑟福-玻尔模型。当一个电子(绿色)从n=3跃迁一个能级到n=2时，它会产生一个在可见光范围中有明亮谱线的光子。图源：By JabberWok, CC BY-SA 3.0,

马特·哈夫纳(Matt Haffner)是恩布里-里德尔航空大学的天文学和物理学教授，也是这篇论文的合著者之一。在一份新闻稿中，哈夫纳指出WHAM望远镜如何帮助天文学家在理解银河系核心区方面取得进展。气体挡住了我们对银河系核心区域的视线，而其它遥远的星系并不会被阻挡。

“我们可以利用类似WHAM这样的灵敏仪器来观测银河系的核心区域，并获取关键信息，以前我们仅能在观测红外线及无线时这样做，”哈夫纳说，“我们可以通过在银河系的中心做同样的观测来与其他星系做对比。”

同时，支持这项研究的科学家们还观测费米气泡中的氮发射线。他们把他们的观测结果和最近哈勃卫星在相同位置观测到的UV光线结果相联系，并融合起来。

在一个新闻发布会上，第一作者克里斯那劳说，“我们结合这两种排放和吸收的数量来估算电离气体的密度、压力及温度。”

在他们的文章中写道，“威斯康星的WHAM观测结果显示在相同的地点出现了高速的H？和[N II]?6584发射线，并且速度作为紫外吸收线的特征先前被认为与被称为费米泡的双锥体伽马射线叶有关。”

天文学家们认为银河系创造出费米泡的时间都在数百万年前。一些研究者认为，在银河系中心的超大黑洞 Sgr A*吸引了大量的氢云进入它的吸积盘，引发了大量能量的爆发。但是这项研究不是在尝试探究出原因。

既然研究者们已经掌握了费米泡中气体的密度、速度以及温度数据，他们就能够参照不同的模型测验这些数据。“另外重要的是，”

文章作者解释说“这些光学光谱提供了一个新方法去限制电离气体与费米泡有关的物理状态，以及银河中心地区和费米泡内部产生的辐射场。”

文章作者在结论描述其中一些发现。他们表示他们的调成结果表明一种温度达8900 ± 2700 K的气体。他们也指出这高热压是“相近，但仍然高于在内银河或费米泡壳中模拟的热气晕。”

虽然那些发现非常详细，但不能决定性表示是由费米泡引起。这团队指出WHAM进一步的研究费米泡可以提供更多资料。像这个研究，未来观测结合哈勃卫星现有的观测可以拓展我们的认知。

费米泡在银河平面上下的插图，同时发射伽玛射线和X射线。来源：NASA’s Goddard Space Flight Center

“通过未来的观测， WHAM可以在空间和运动学上大规模追踪与费米气泡有关的排放。此外，其他观察可以利用现有的HST光谱对遥远的紫外线明亮源，来提供费米泡南部和北部不同区域的多种物种的柱密度分布。”

所以，可能有一天我们最终会知道数百万年前在银河中发生了什么事才形成了这些巨大的泡泡。

作者：universetoday

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自：https://www.universetoday.com/146359/astronomers-find-the-source-of-the-huge-bubbles-of-gas-flowing-out-of-the-milky-way-still-no-idea-what-caused-them/

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