银河系的新地图揭示了数百万不可见天体
Revnivtsev M., Sazonov S., Gilfanov M., Churazov E., Sunyaev R.
译自马克斯—普朗克天体物理研究所网站，2006年2月
使用由Rossi XTE轨道天文台10年观测数据绘制出的最灵敏的银河系地图，马克斯—普朗克天体物理研究所的科学家发现了银河系背景辐射的起源。他们揭示出它是由数百万的吸积白矮星双星和数亿拥有活跃星冕的普通恒星组成的。
在伽利略东西银河系实际是由众多单独恒星组成之后将近400年，利用NASA的Rossi X射线时变探测器（Rossi X-ray Timing Explorer），科学家对X射线的银河做了同样的事情。
所谓银河系X射线背景辐射的起源长久以来都是个谜。科学家现在认为，这条X射线地毯不象原先设想的那样是弥漫的，而是发自数不清的亿万个源，这些源以白矮星这类濒死恒星为主。
图1：Rossi X射线时变探测器拍摄的X射线图象（等高线）与COBE拍摄的银河系近红外图象（彩图）的完美吻合表明，X射线辐射追踪了恒星质量的分布，暗示银河系X射线背景辐射由大量暗淡离散源组成。
如果这一说法被证实，这一新发现将对我们了解银河系的历史产生深远影响，从恒星诞生和超新星爆发速率到恒星演化。该结果解决了理论上的几个主要难题，还指出了令人吃惊的恒星统计缺失。
来自德国Garching马克斯—普朗克天体物理研究所（MPA）和莫斯科俄罗斯科学院太空研究所的科学家在两篇发表在Astronomy & Astrophysics杂志上的文章中讨论了这些结果。
文章的首要作者，MPA的Mikhail Revnivtsev博士说：“晚间，你可以从飞机上看到来自城市的散射光。仅仅说城市发射了光线是不够的。只有你更靠近的时候，你才能分辩出组成辉光的个别源：房屋的灯光、街灯和汽车前灯。从这一角度来说，我们已经分辨出了近邻X光的个别源。我们的发现将令很多科学家惊诧。”
X射线是高能光，肉眼不可见，远比可见光和紫外线能量高。我们的眼睛看到广袤的暗黑天空中星辰闪烁。在X射线波段，天空从不昏暗；那里有着弥漫持久的辉光。
先前的观测不能分辨出足够的X射线源来解决“X射线银河系”的问题。这带来了理论上的问题。如果X射线辉光是来自热的弥漫气体，它最终将“上升”并逃离银河系的疆域。更且，所有热气体需要由过去数百万次被称为超新星的恒星爆发产生，这会表明已知的恒星诞生和死亡远远不足。
马里兰州Greenbelt NASA戈达德太空飞行中心Rossi探测器的任务科学家Jean Swank博士说：“X射线望远镜可以将辐射分辨成离散状，但它们最多也就能产生所有辐射的30%。很多人认为，最多的那部分辐射确实是弥漫的，例如来自恒星间的热气体。现在，看起来两类恒星的结合可以产生所有辐射。”
新的研究基于过去近10年间Rossi探测器收集的数据，并给出了银河系最彻底的X射线图。科研小组推断说，银河系实际上富含X射线星，它们中的大部分不很亮，因此多年来科学家们低估它们的数目几百倍。
令人惊奇的是，X射线辐射的常规嫌疑者，也就是黑洞和中子星，并没有包含在其中。在X射线的更高能波段，X射线辉光的辐射源几乎全部是灾变变星。
灾变变星是由相对普通的恒星和白矮星组成的双星系统，后者是类太阳恒星耗尽燃料后留下的余烬。白矮星本身很暗。但在双星中，它可以通过吸积过程吸取伴星的物质。吸积气体温度非常高，是值得考虑的X射线源。
在能量较低的X射线波段，辉光混合了1/3来自灾变变星、2/3来自活跃星冕的辐射。大多数星冕活动也在双星系统中发生，邻近的伴星有效地激起了恒星的外层。这使恒星激发出了类似太阳耀斑的活动，辐射出X射线。科研小组说，在我们的银河系中，有一百万或更多灾变变星以及接近10亿颗活动星。这二者的数字都反映了先前主要的统计缺失。
图2：每单位恒星质量的银河系2–10keV发射率X射线源宽带（跨越13个星等亮度）分布图。不同的主要来源分别被标示了出来，包括活动双星（ABs）、灾变变星（CVs）、低质量X射线双星（LMXBs）。
Revnivtsev说：“类似医用X射线，银河系背景辐射的X射线图揭示了银河系结构的细节。我们可以看穿整个银河系，清点X射线源的数目。这对于天文学家计算恒星的生命来说是很重要的。”
马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心控制着1995年12月发射的Rossi探测器。
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相关出版物：
M.Revnivtsev, S.Sazonov, M.Gilfanov, E.Churazov, R.Sunyaev:
“Origin of the Galactic ridge X-ray emission”,
Astron. & Astrophys., in press; astro-ph/0510050
S. Sazonov, M. Revnivtsev, M. Gilfanov, E. Churazov, R. Sunyaev:
“X-ray luminosity function of faint point sources in the Milky Way”,
Astron. & Astrophys., in press; astro-ph/0510049
联系人：
Dr. Mike Revnivtsev, Max-Planck-Institut für Astrophysik,
Tel. 089/30000-2396, E-mail: mikej@mpa-garching.mpg.de
