NASA的核分光望远镜阵(NuSTAR)捕获了距离我们最近的大型邻近星系——仙女星系迄今最佳的高能X射线影像。这颗卫星观测到了40对“X射线双星”,它们是由吸积伴星物质的黑洞或中子星构成的强烈X射线辐射源。 这一结果最终将帮助研究者了解X射线双星在宇宙演化过程中发挥的作用。根据天文学家的观点,这些高能天体可能对加热星系际气体扮演了关键角色,而最早的星系就是在这些气体中形成的。 来自马里兰州格林贝尔特(Greenbelt)NASA戈达德太空飞行中心的丹尼尔·威克(Daniel Wik)说:“仙女星系是唯一可以让我们看到单个X射线双星,并在类似银河系的环境下对其进行详细研究的大型旋涡星系。我们可以使用这一信息来导出更遥远的星系中发生的情况,观测这些星系更加困难。”威克在佛罗里达州基西米市(Kissimmee)召开的美国天文学会第227次会议上公布了这些结果。 仙女星系又名M31,可以被视作是银河系的大姐姐。两个星系外观都呈旋涡状,但是仙女星系要比银河系的尺度略大一些。仙女星系位于250万光年之外,在宇宙学意义上距离相对较近。在黑暗的晴夜,可以用肉眼看到它。 其他的空间望远镜,如NASA的钱德拉X射线天文台,曾经获取过仙女星系更为清晰的低能X射线(而非NuSTAR探测的高能X射线)图像。结合钱德拉与NuSTAR的观测,就为天文学家提供了强有力的工具,来进一步限定旋涡星系中X射线双星的本质。 在X射线双星中,其中一个成员都是死亡的恒星,也就是质量一度远大于太阳的恒星爆发留下的残骸。取决于原初大质量恒星的质量与其他性质,这样的爆发可能会形成黑洞或中子星。在合适的条件下,来自伴星的物质可以流到其最外层边界之外,然后被黑洞或中子星的引力俘获。在物质下落时,它们会被加热到极高的温度,释放出大量X射线。 威克与同事凭借NuSTAR获取的仙女星系条带区域新图像,正在辨认拥有黑洞和中子星的X射线双星相对的比例。这项研究将帮助他们了解这种天体族群整体的情况。 来自戈达德中心的NuSTAR仙女星系勘察首席研究员安·霍恩施迈耶(Ann Hornschemeier)说:“在过去的几年里,我们开始认识到,普通恒星演化形成的小质量残骸——黑洞和中子星在宇宙极早期的黎明期前后可能对星系际气体的加热发挥了关键作用。 “借助NuSTAR对本域恒星级黑洞和中子星族群的研究可以让我们查明这些系统可以释放出多少能量。” 新的研究还揭示出了仙女星系与银河系可能的不同。NuSTAR的首席研究员菲奥纳·哈里森(Fiona Harrison)补充道:“研究仙女星系中这些极端的恒星族群,可以告诉我们它的产星史与我们周边可能存在怎样的差异。”
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