伽瑪射線下的宇宙圖景:16項發現,改變你對宇宙的認知

為慶祝費米伽瑪射線太空望遠鏡10年!特別舉辦了費米科學季後賽,以下十六天文種發現將進行角逐,並誕生最後的冠軍。

伽瑪射線下的宇宙圖景:16項發現,改變你對宇宙的認知

伽瑪射線泡沫

利用費米大面積望遠鏡的數據,科學家在我們的銀河系中發現了一種巨大而神秘的結構。這個前所未見的特徵看起來像是在我們的星系中心上方和下方延伸的一對氣泡,如圖中假色所示。

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每個葉片高25,000光年,整個結構可能只有幾百萬年。在氣泡中,是極其高能的電子與低能量光相互作用產生的伽馬射線,但是現在,沒有人知道這些電子的來源。

變壓器脈衝星

2013年6月下旬,一個包含快速旋轉的中子星的特殊二元系統經歷了前所未有的巨大行為變化。脈衝星的無線電信標消失了,同時該系統在美國宇航局的費米伽馬射線太空望遠鏡探測到的伽馬射線中亮了五倍。

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在J1023中,恆星足夠接近,氣流從太陽狀恆星流向脈衝星。脈衝星的快速旋轉和強烈的磁場是無線電波束及其強大的脈衝風的原因。

雷暴Hurling反物質

費米伽馬射線爆發監視器(GBM)已經檢測到能量為511,000電子伏特的伽馬射線,這個信號表明電子已經遇到了它的反物質對應物,即正電子。當撞擊費米的反物質與正常物質的粒子碰撞時,兩個粒子立即被湮滅並轉化為伽馬射線。

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引力透鏡

引力透鏡是一種天然望遠鏡,當罕見的宇宙對準允許大型物體的重力彎曲和放大來自更遠距離的光源時,形成一種天然望遠鏡。這個數字是藝術家對費米觀察“引力透鏡”的印象。

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記錄GRB130427A的爆炸

伽馬射線爆發是宇宙中最明亮的爆炸。大多數事件發生在大質量恆星的核心耗盡核燃料,在自身重量下坍塌並形成黑洞時。然後黑洞驅動粒子噴射,幾乎以光速的速度一直鑽過坍縮的恆星,如該藝術家的渲染所示。

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這次爆炸被命名為GRB 130427A,在有史以來最耀眼的爆炸中排名第一,發生在2013年4月27日。

來自Blazar 3C 279的最耀眼的耀斑

3C 279是一個著名的blazar天體,一個高能活動由一箇中心超大質量黑洞驅動的星系,其重量可達太陽質量的十億倍,體積大致相當於我們行星系統的大小。

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該星系在不到一天的時間內迅速變亮,於2015年6月16日達到頂峰,並在三天後變暗至正常的伽馬射線水平。快速衰落是天文學家一旦發現blazar耀斑就急於收集數據的原因。

來自超新星遺蹟的宇宙射線

超新星殘骸IC 443,俗稱水母星雲,距離我們有5000光年遠,據說大約有一萬年的歷史。當巨大的恆星爆炸時,形成膨脹的衝擊波和碎片。

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暗物質的新線索

銀河系中心充滿了伽馬射線源,來自相互作用的二元系統和孤立的脈衝星到超新星遺蹟和粒子與星際氣體相撞。暗物質只通過其引力影響正常物質和輻射,大量暗物質吸引正常物質,建立一個基礎,在其上形成可見結構,如星系。

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中子星碰撞

這是科學家首次確定探測到與引力波事件有關的光,這要歸功於位於距地球約1.3億光年的星系NGC 4993中的兩個合併中子星。該圖顯示了藝術家對此次合併後果的印象。

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AGN中的伽馬射線週期

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銀河系外發現的第一個伽馬射線脈衝星

脈衝星位於大麥哲倫星雲中的狼蛛星雲的郊區,這是一個繞銀河系運行的小星系,距離我們有163,000光年。

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太陽和月亮在伽瑪射線

月亮比太陽更亮 - 在伽馬射線中!該圖像使用費米大面積望遠鏡收集的數據描繪了伽馬射線中的太陽(左)和月亮(右)。插圖顯示了更長,更熟悉的光學波長的相應物體,其中太陽在很大程度上超越了月球。

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伽馬射線源新星

新星是由白矮星表面的熱核爆炸引起的一個突然的,短暫的亮點,這是一顆不比地球大得多的緻密恆星。Novae的發生是因為從二元系統中的伴星流出的氣流不斷堆積在白矮星表面的一層中。該層最終達到閃點並在失控的熱核爆炸中引爆。

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磁暴風暴

2009年1月22日,費米的伽馬射線爆發監視器從高磁化的中子星(也稱為磁星)中發現了高能爆炸的快速“風暴”。現在天文學家分析這些數據發現了與磁暴相關的基礎信號。波浪在整個磁星上盪漾。

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蟹狀星雲的超級火焰

2011年4月12日,費米的大面積望遠鏡從著名的蟹狀星雲超新星遺蹟中發現了為期六天的爆發。在該圖中,明亮的水平帶是我們銀河系的平面,蟹狀星雲的位置顯示在右側。

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超新星遺蹟中的黑暗脈衝星

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