清華天文團隊解開銀河系巨大泡泡之謎 源自黑洞能量噴發

清華大學天文所助理教授楊湘怡表示，黑洞能量噴發會形成上下對稱的兩個巨大蕈狀泡泡。（清華提供／陳育賢新竹傳真）

清華大學天文所助理教授楊湘怡揭開銀河系巨大泡泡成因之謎。（清華提供／陳育賢新竹傳真

由清華大學與美國密西根、威士康辛大學天文學家所組成的跨國研究團隊，利用先進電腦模擬，證實過去天文學家觀測到銀河系兩組巨大的泡泡—義羅西塔（eRosita）泡泡與費米（Fermi）泡泡，其實是源自260萬年前銀河系中心超大黑洞的能量噴發所產生。

清華大學天文所助理教授楊湘怡表示，形成這兩組巨大泡泡的高能粒子與震波目前仍以每秒1500公里的超高速向外擴張，並逐漸朝我們身處的太陽系而來，還好應該還需要好幾百萬年纔會抵達地球，不至於發生如電影《千萬別擡頭》那樣的危機，我們暫時不必太擔心。

楊湘怡說，國際天文學家在2010年利用費米伽瑪射線望遠鏡發現銀河系中心有2個巨大的泡泡，以銀河系盤面爲中心上下對稱，命名爲費米泡，當時天文界就對於費米泡泡的形成原因爭論不休，一派認爲是黑洞的能量噴發造成，另一派則主張是超新星爆炸產生的星系風。

直到2019年，天文學家發射了另1個義羅西塔X射線望遠鏡，很快就觀測到與費米泡泡形狀相近，但更巨大、上下對稱的2個泡泡，稱之爲義羅西塔泡泡。

楊湘怡因此率領研究人員與國際團隊合作，將最新的義羅西塔望遠鏡觀測數據輸入電腦作流體力學模擬，發現與黑洞噴流的氣體溫度、密度變化相符，證實費米泡泡和義羅西塔泡泡是同1個黑洞噴流事件造成，噴出的泡泡內圈是黑洞噴出高能粒子放出的伽瑪射線，外圈則是氣體震波釋出的X射線。

她說，當銀河系中心的黑洞吸收1萬至10萬倍的太陽質量物質，其實只有小部分被吃進連光都無法逃逸的區域，多數的物質還是會被吐出來，與磁場交互作用，以接近光速向外噴流，並把銀河系的氣體向外排開，形成巨大的泡泡。

且因銀河系盤面滿布恆星，產生阻力，就像在愈吹愈大的泡泡中間綁了一條束帶，纔會形成上下對稱的兩個蕈狀泡泡。

密西根大學教授魯茲科夫斯基（Mateusz Ruszkowski）表示，這項研究讓我們更瞭解宇宙中的超大質量黑洞如何演化，及與其他星系的交互作用，希望未來也能解答這些帶有巨大能量的泡泡會對星系演化造成什麼影響。