eROSITA探秘史上最詳細的宇宙的 X 射線地圖：包含近百萬顆恆星、星系和黑洞 | 2024 小葫蘆的宇宙頻道

X射線是一種肉眼看不見的高能輻射 它可以穿透大多數物質 揭示宇宙中最熱最暴力最神祕的現象 從超新星爆炸到黑洞的吞噬 從星系團的碰撞到暗物質的分佈 X射線都能為我們提供寶貴的信息 然而要觀測X射線並不容易 因為地球的大氣層會吸收X射線 所以我們必須將X射線望遠鏡送入太空 才能捕捉到來自遙遠天體的X射線信號 為了更好地瞭解宇宙的X射線圖像 一項名為EROSITA的全天空巡天計劃於2019年啟動 它的目標是用X射線掃描整個天空 探測到比以往任何X射線巡天計劃都多的X射線源 從而揭示宇宙的結構和演化 EROSITA是一個由德國和俄羅斯合作的空間項目 它的名字是 Extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array的縮寫 意思是帶有成像望遠鏡陣列的擴展輪琴巡天 輪琴是X射線的發現者 2020年6月 EROSITA完成了它的第一次全天空巡天 這是一個歷時半年的艱鉅任務 它使用了一臺由七個相同的X射線望遠鏡組成的儀器 每個望遠鏡都有自己的鏡頭和探測器 EROSITA的設計和製造過程非常複雜 它的重量約為800千克 高度約為3.5米 直徑約為1.3米 它的鏡頭由54層金屬箔製成 每層都有不同的曲率 以便反射X射線 它的探測器由2304個像素組成 每個像素都有自己的電子學 以便測量X射線的能量和位置 EROSITA在第一次全天空巡天中 探測到了超過1.7億個X射線光子 天文學家後來將這些光子 確定為大約90萬個不同的太空天體 其中大部分是超大質量黑洞 這些黑洞位於遙遠的星系中心 它們通過吞噬周圍的物質 產生了強烈的X射線輻射 這些X射線可以穿越星系間的塵埃和氣體 到達我們的望遠鏡 通過研究這些黑洞 我們可以瞭解它們如何影響 它們所在的星系的形成和演化 以及它們如何與宇宙的膨脹和暗能量相互作用 除了黑洞 EROSITA還發現了許多其他類型的X射線源 包括恆星 中子星 白矮星 脈衝星 超新星遺跡 星系團 星系團間氣體等 其中一些X射線源非常奇特 它們的形狀和特徵讓人驚訝 比如 EROSITA發現了一個類似於手指的X射線源 它被命名為POINGA 它是一個巨大的超新星遺跡 它的直徑約為4.4度 相當於8個滿月的大小 它位於銀河系的邊緣 距離我們約2.6萬光年 它的形成可能與一個古老的恆星爆炸有關 EROSITA還發現了一個類似於鬼火的X射線源 它被命名為GUO 它是一個由兩個脈衝星組成的雙星系統 它們相距約0.8秒 它們的軌道週期約為5.4小時 它們的X射線輻射可能與它們之間的物質轉移有關 EROSITA還發現了一個類似於蝴蝶的X射線源 它被命名為PIXIE 它是一個由一個中子星和一個白矮星組成的雙星系統 它們相距約0.02秒 它們的軌道週期約為1.6小時 它們的X射線輻射可能與它們的強烈磁場和快速的自轉有關 連接星系的氣體橋樑 這次調查中最引人入勝的新發現之一 是一條巨大的長絲 或稱熱氣橋 它連接著兩個星系團 橫跨4200多萬光年 這條長絲被認為是宇宙網的一部分宇宙網 是一條巨大的氣體高速公路 為宇宙中的所有星系提供養料 並揭示了難以捉摸的暗物質所居住的空洞 宇宙網是宇宙最大的結構 它由無數的星系 星系團和星系團間氣體組成 它們以一種複雜的方式相互連接 形成了一個類似於蜘蛛網的巨型網絡 宇宙網的形成是由暗物質的引力作用引導的 暗物質是一種看不見 摸不著 但佔據了宇宙大部分質量的神祕物質 暗物質的分佈決定了宇宙網的形狀 而宇宙網的演化又反映了宇宙的歷史和未來 Erosat是第一個能夠觀測到宇宙網的X射線望遠鏡 它可以探測到星系團間氣體的X射線輻射 這些氣體是宇宙網的主要成分 它們的溫度高達數百萬度 它們的密度非常稀薄 它們的質量卻超過了星系團中所有恆星的質量 通過研究這些氣體 我們可以瞭解宇宙網的性質和動力學 以及它們如何影響星系的形成和演化 Erosat發現的連接兩個星系團的氣體橋樑 是宇宙網的一個典型例子 它顯示了兩個星系團在引力作用下相互靠近的過程 這個過程可能會持續數十億年 最終導致兩個星系團的合併 形成一個更大的星系團 這種合併事件是宇宙中最強大的能量釋放過程之一 它會產生巨大的衝擊波和湍流 使得星系團間氣體的溫度和密度發生變化 從而改變它們的X射線輻射 由 Amara.org 社群提供的字幕