利用美國宇航局數(shù)據(jù)，南大天文學家，發(fā)現(xiàn)兩個星系的伽馬射線！

2020-06-17 11:34 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

來自我們中國南京大學的天文學家，發(fā)現(xiàn)了兩個還在形成恒星的星系M33和Arp299的伽馬射線發(fā)射，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《arxiv》上，可能有助于提高對星系極高能量發(fā)射來源的認識。

一般認為星系中的伽馬射線，是宇宙射線與星際氣體相互作用的結(jié)果。由恒星組成的星系是巨大的宇宙射線儲存庫，因此研究星系的伽馬射線發(fā)射是至關重要的。

然而，在伽馬射線中探測到已知恒星形成星系的名單仍然相對較少，因此尋找新的星系并對其進行詳細研究，對天文學家來說非常重要?，F(xiàn)在，南京大學天文學小組研究報告表明：在伽馬射線中探測到了兩個正在形成恒星的星系。這一發(fā)現(xiàn)是利用美國宇航局費米衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地搜索IRAS修正后的明亮星系樣本中星系可能發(fā)出的伽馬射線的一部分。

研究從IRAS修正的明亮星系樣本中選擇了樣本星系，不包括用費米-LAT在伽馬射線中探測到的15個紅外明亮星系，這些星系被列入費米-LAT第四源目錄。對每個星系執(zhí)行了標準的分析步驟，最終檢測到兩個新的伽馬射線源，這兩個伽馬射線源在空間上分別與M33和Arp 299重合。M33或稱梅西耶33(也被稱為三角星系)是本星系群中的第三大星系。

梅西耶33位于距地球約273萬光年的三角星座，研究人員在0.1GeV/100GeV的能量范圍內(nèi)測量了大約1.28perg/?/s的磁通量，該值表示亮度約為1.1duodecillion erg/s。Arp299位于大熊座，距離地球約1.3億光年，是該局部宇宙區(qū)域中最強大的恒星形成星系之一。這是一對處于高級合并狀態(tài)的碰撞星系，西邊是NGC3690，東邊是IC694，西北部是一個小型致密星系。

在0.1GeV-100GeV能量范圍內(nèi)，測得通量約為1.08perg/?/s。在Arp299的案例中，有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)了該星系伽馬射線發(fā)射通量可變性的證據(jù)，這可能部分是由于Arp299中被遮擋的活動星系核(AGN)的原因。如果這種可變性是真的，部分輻射應該來自這個相互作用星系中被遮擋的活動星系核。總結(jié)這些結(jié)果，南京大學天文學家得出結(jié)論：M33和Arp299與恒星形成星系的伽馬射線光度和總紅外光度之間的相關性一致。

這支持了這樣一種假設，即這種來源的伽馬射線發(fā)射主要是由于宇宙射線與星際介質(zhì)相互作用所致。恒星形成星系是巨大的宇宙射線儲存庫，這些宇宙射線通過與星際介質(zhì)的碰撞將其相當大一部分能量轉(zhuǎn)化為γ射線。研究還發(fā)現(xiàn)，0.1GeV-100GeV的γ射線光度與星系恒星形成率指標，如總紅外(IR)光度有很好的相關性。利用費米衛(wèi)星11.4年的γ射線數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地研究了IRAS修正明亮星系樣本中星系可能發(fā)出的γ射線。

M33和Arp299，具有TS≥25的意義，這表明它們的γ-射線發(fā)射應該主要來自與ISM相互作用的CRS。然而，有一個初步證據(jù)表明，Arp299發(fā)出的γ射線的通量可變。如果變率是真的，Arp299的部分發(fā)射應該來自這個相互作用星系系統(tǒng)中被遮擋的活動星系核。此外，還發(fā)現(xiàn)來自M33的γ射線超額位于星系系的東北區(qū)，那里有一個超巨型HⅡ區(qū)，即螺旋星系NGC604，這表明螺旋星系中一些明亮的恒星形成區(qū)，可能在星系中產(chǎn)生γ射線發(fā)射方面起主導作用。