Abell1033：大胆地进入碰撞星系团

隐藏在遥远星系团碰撞中的是一束类似于“星际飞船”的气体——“星际迷航”系列中的标志性宇宙飞船。星系群，宇宙结构包含了成百上千的加拉公理，是宇宙中最大的天体在引力作用下聚集在一起。数百万度的气体填满了各个星系之间的空间。热气体的质量大约是所有星系质量总和的六倍。这种过热的气体对光学望远镜来说是看不见的，但在x射线中会发出明亮的光芒，因此需要像美国宇航局钱德拉x射线天文台这样的x射线望远镜来研究它。通过将x射线与其他类型的光(如无线电波)结合，就可以得到这些重要宇宙物体更完整的图像。

博科园–科学科普：一幅新的Abell 1033星系团合成图像，包括来自钱德拉(紫色)的x射线和来自荷兰低频阵列(蓝色)网络的无线电发射，就做到了这一点。斯隆数字天空调查的光发射也显示出来。该星系团距离地球约16亿光年。利用x射线和无线电数据，科学家们确定Abell 1033实际上是两个正在碰撞的星系群。这一异常的高能事件，从图像的顶部到底部发生，产生了湍流和冲击波，类似于速度超过音速的飞机产生的音爆。在Abell 1033中，碰撞与另一个充满能量的宇宙过程相互作用——通过物质螺旋进入超大质量黑洞，产生高速粒子喷流。这些射流通过射电发射在图像的左右两侧显现出来。

复合图，图片：Chandra X-ray Center

无线电发射是由绕着磁力线旋转的电子产生的，这个过程称为同步辐射。射流中的电子以接近光速的速度运动。当星系及其黑洞向图像下方移动时，右侧的喷气机在撞击到另一个星系团的热气体时减慢了速度。左侧的喷射不会减慢，因为它遇到的热气体少得多，从而为射流提供了翘曲的外观，而不是通常所看到的直线。这张Abell 1033的图片也提供了一个“视错觉”的例子，这是一种心理现象，在其他随机数据中可以看到熟悉的形状和模式。在Abell 1033中，数据中的结构与《星际迷航》中虚构的星际飞船企业号的描述惊人地相似。

x射线波段，图片：Chandra X-ray Center

在天体物理学研究方面，对这幅图像的详细研究表明，在Abell 1033中，“碟形区域”的电子和星状射电发射颈的能量要高于在“星驱区域”左下方的能量(见标签)。这表明电子已经被重新激发，大概是当喷流与热气体中的湍流或冲击波相互作用时。产生无线电辐射的高能电子通常会在几十到几亿年的辐射中失去大量的能量。无线电发射就会变得无法探测。然而在Abell 1033中观测到的广泛扩展的射电发射，超过了50万光年。

光学波段，图片：Chandra X-ray Center

这意味着高能电子的数量和能量都比之前想象的要多。一种观点认为，由于额外的冲击和湍流，电子的能量进一步增加。除了星状物体外，图像中其他的射电源是来自另一个星系的短射流(标记为“短射流”)和“射电凤凰”(射电凤凰)。射电凤凰是由电子云组成的，这些电子云在射电发射过程中逐渐消失，但在冲击波压缩云时又重新被激发。正如在2015年报道的那样，这使得云再次以无线电频率发光。进行这项研究的研究小组将利用钱德拉和洛法的观测资料，寻找更多的星系群与扭曲的射电辐射碰撞的例子，以进一步了解这些高能天体，这一结果发表在《科学进展》上。

博科园-科学科普｜参考期刊文献:《科学进展》

研究/来自：钱德拉X射线中心

DOI: 10.1126/sciadv.1701634

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