美國宇航局的費米衛星完成了天空地圖;發現神祕的、未知的天體

圖源：NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.

在望遠鏡被髮明以前，天文學一直被限制在了我們的雙眼可以觀測到的範圍。望遠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。然而隨着科技的進步，我們意識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，包括波長短於和長於可見光的光波，都不是我們可以用眼睛觀測到的。

當我們仰望星空時，用不同波長觀測到的影像可以給我們提供不同的信息，這是因爲不同波長的光的散發與接收方式都不盡相同。在美國天文協會的第227次會議上，NASA的費米γ射線空間望遠鏡收集了六年的數據被公開，創造出了有史以來最全面的伽馬射線天圖，觀測到了從50至2000十億電子伏特的能量，等同於愛因斯坦公式中E=mc2中質子能量的50至2000倍。圖爲望遠鏡收集到的數據：

Image credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.

如果你曾經看過天圖，你會發現這個圖像與NASA的廣域紅外巡天探測者（WISE）製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繞着銀道面的細膩的氣體結構，銀河裏一些大星雲團，和垂直於銀核的一些氣團。

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

我們可以從伽馬射線的形成來探究爲什麼這兩種天圖會如此相似。宇宙中存在着非常多類型的高能量天體物理信息來源：大質量星，白矮星，中子星以及不同質量的黑洞；這些物質都擁有非常強的磁場，可以加速粒子運動。大部分被加速的粒子是質子，而這些質子作爲宇宙射線在宇宙中穿梭終究會與另一個質子形成的物質發生碰撞。當兩個擁有巨大能量的質子碰撞時（通常是一個高速移動的質子撞上靜止的質子）會產生一種非常不穩定的粒子，叫做π介子；而π介子會衰變而產生伽馬射線。費米γ射線空間望遠鏡收集的就是這種射線。

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

紅外天圖和伽馬天圖的高度重合就是因爲這兩種光波都能夠觀測到星系中中性的、較冷的氣體。而它們的不同之處則在於紅外線是通過氣體的熱量散發來探測的，而伽馬射線檢測的是粒子碰撞所產生的能量。在費米天圖上，一共有着61000 個伽馬射線光子；而這用了他們八個月來收集。費米（伽馬）天圖還有着一些紅外天圖不能觀測到的信息——黑洞與爆炸。除此之外，人類第一次能夠清楚觀測到我們星系裏一些高能量的物質也是費米天圖的功勞。

在圖上可以看到蟹狀星雲與很多其他的超新星遺蹟，例如脈衝星風星雲和著名的終將爆發的船底星雲。而最激動人心的部分總是預料之外的驚喜。我們已經在繪製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，還使用了分辨率更高的斯皮策空間望遠鏡來繪製整個銀河的天圖。在這所有觀測到的物質中，費米還觀測到了一種未知的伽馬射線。

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

而這個射線的源頭可能是一個黑洞，脈衝星，或是一顆中子星，也有可能是銀河系外的一個伽馬信號源。而這次的新發現能夠直接通過斯皮策觀測到的數據來進行進一步分析，甚至不需要再次觀測！

圖源: NASA/JPL-Caltech/GLIMPSE Team.

這個GLIMPSE報告包含了斯皮策在十年間的超過兩百萬張圖像，完整地呈現了整個銀河系的平面。這個神祕物體應該已經在報告中某一個位置了，而且在波長3.6,4.5和8/0微米的數據中；除此之外還可以利用波長12微米的WISE數據。

下圖所示的區域應爲未知信號的來源區域，大約赤經+17 04 22，赤緯-40 44 25

圖源: NASA/JPL-Caltech/GLIMPSE Team.

雖然圖中的物體暫時沒有被證實就是這次伽馬的來源，但這張圖像顯示了非常耐人尋味的內容：一團也許顯示着最近的星體形成的星雲，也就是一處很大的恆星遺蹟，還有成爲黑洞的可能性。天圖本身是人類邁出的一大步，但其中所包含的還沒有被完全理解的內容纔是尚未被我們開發的寶藏。

作者: startswithabang

FY: 派派

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