?美國(guó)宇航局的費(fèi)米衛(wèi)星完成了天空地圖;發(fā)現(xiàn)神秘的、未知的天體

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圖源：NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.

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在望遠(yuǎn)鏡被發(fā)明以前，天文學(xué)一直被限制在了我們的雙眼可以觀測(cè)到的范圍。望遠(yuǎn)鏡所擁有的大孔徑可以捕捉到比人眼可以看到的更多的光源。然而隨著科技的進(jìn)步，我們意識(shí)到人眼能看到的只是浩瀚宇宙中及其微小的一部分；宇宙中的各種光波，包括波長(zhǎng)短于和長(zhǎng)于可見光的光波，都不是我們可以用眼睛觀測(cè)到的。

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當(dāng)我們仰望星空時(shí)，用不同波長(zhǎng)觀測(cè)到的影像可以給我們提供不同的信息，這是因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的光的散發(fā)與接收方式都不盡相同。在美國(guó)天文協(xié)會(huì)的第227次會(huì)議上，NASA的
費(fèi)米γ射線空間望遠(yuǎn)鏡收集了六年的數(shù)據(jù)被公開，創(chuàng)造出了有史以來(lái)最全面的伽馬射線天圖，觀測(cè)到了從50至2000十億電子伏特的能量，等同于愛因斯坦公式中E=mc2中質(zhì)子能量的50至2000倍。圖為望遠(yuǎn)鏡收集到的數(shù)據(jù)：

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Image credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.

如果你曾經(jīng)看過(guò)天圖，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)圖像與NASA的廣域紅外巡天探測(cè)者（WISE）制作的紅外天圖非常相似。而伽馬天圖和紅外天圖都可以看到環(huán)繞著銀道面的細(xì)膩的氣體結(jié)構(gòu)，銀河里一些大星云團(tuán)，和垂直于銀核的一些氣團(tuán)。

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圖源: NASA / JPL-Caltech / UCLA, for the WISE collaboration.

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我們可以從伽馬射線的形成來(lái)探究為什么這兩種天圖會(huì)如此相似。宇宙中存在著非常多類型的高能量天體物理信息來(lái)源：大質(zhì)量星，白矮星，中子星以及不同質(zhì)量的黑洞；這些物質(zhì)都擁有非常強(qiáng)的磁場(chǎng)，可以加速粒子運(yùn)動(dòng)。大部分被加速的粒子是質(zhì)子，而這些質(zhì)子作為宇宙射線在宇宙中穿梭終究會(huì)與另一個(gè)質(zhì)子形成的物質(zhì)發(fā)生碰撞。當(dāng)兩個(gè)擁有巨大能量的質(zhì)子碰撞時(shí)（通常是一個(gè)高速移動(dòng)的質(zhì)子撞上靜止的質(zhì)子）會(huì)產(chǎn)生一種非常不穩(wěn)定的粒子，叫做π介子；而π介子會(huì)衰變而產(chǎn)生伽馬射線。費(fèi)米γ射線空間望遠(yuǎn)鏡收集的就是這種射線。

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Image credit: Nina McCurdy and Joel R. Primack/UC-HiPACC.

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紅外天圖和伽馬天圖的高度重合就是因?yàn)檫@兩種光波都能夠觀測(cè)到星系中中性的、較冷的氣體。而它們的不同之處則在于紅外線是通過(guò)氣體的熱量散發(fā)來(lái)探測(cè)的，而伽馬射線檢測(cè)的是粒子碰撞所產(chǎn)生的能量。在費(fèi)米天圖上，一共有著61000 個(gè)伽馬射線光子；而這用了他們八個(gè)月來(lái)收集。費(fèi)米（伽馬）天圖還有著一些紅外天圖不能觀測(cè)到的信息——黑洞與爆炸。除此之外，人類第一次能夠清楚觀測(cè)到我們星系里一些高能量的物質(zhì)也是費(fèi)米天圖的功勞。

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在圖上可以看到蟹狀星云與很多其他的超新星遺跡，例如脈沖星風(fēng)星云和著名的終將爆發(fā)的船底星云。而最激動(dòng)人心的部分總是預(yù)料之外的驚喜。我們已經(jīng)在繪制銀道面天圖這一方面跨出很大一步了，不只是利用了WISE的紅外觀測(cè)，還使用了分辨率更高的斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡來(lái)繪制整個(gè)銀河的天圖。在這所有觀測(cè)到的物質(zhì)中，費(fèi)米還觀測(cè)到了一種未知的伽馬射線。

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圖源: NASA's Goddard Space Flight Center, of data from the Fermi LAT collaboration.

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而這個(gè)射線的源頭可能是一個(gè)黑洞，脈沖星，或是一顆中子星，也有可能是銀河系外的一個(gè)伽馬信號(hào)源。而這次的新發(fā)現(xiàn)能夠直接通過(guò)斯皮策觀測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步分析，甚至不需要再次觀測(cè)！

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圖源: NASA/JPL-Caltech/GLIMPSE Team.

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這個(gè)GLIMPSE報(bào)告包含了斯皮策在十年間的超過(guò)兩百萬(wàn)張圖像，完整地呈現(xiàn)了整個(gè)銀河系的平面。這個(gè)神秘物體應(yīng)該已經(jīng)在報(bào)告中某一個(gè)位置了，而且在波長(zhǎng)3.6,4.5和8/0微米的數(shù)據(jù)中；除此之外還可以利用波長(zhǎng)12微米的WISE數(shù)據(jù)。

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下圖所示的區(qū)域應(yīng)為未知信號(hào)的來(lái)源區(qū)域，大約赤經(jīng)+17 04 22，赤緯-40 44 25

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圖源: NASA/JPL-Caltech/GLIMPSE Team.

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雖然圖中的物體暫時(shí)沒(méi)有被證實(shí)就是這次伽馬的來(lái)源，但這張圖像顯示了非常耐人尋味的內(nèi)容：一團(tuán)也許顯示著最近的星體形成的星云，也就是一處很大的恒星遺跡，還有成為黑洞的可能性。天圖本身是人類邁出的一大步，但其中所包含的還沒(méi)有被完全理解的內(nèi)容才是尚未被我們開發(fā)的寶藏。

作者: startswithabang

FY: 派派

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