美國太空總署公佈了令人驚歎的 14 年伽馬射線天空延時攝影

美國太空總署的費米太空望遠鏡展示了一部長達14年的延時電影，通過伽馬射線成像揭示了動態宇宙。它突出了銀河系的伽馬射線輝光、太陽耀斑和由黑洞驅動的遙遠星系。

宇宙在一部全天空延時電影中栩栩如生，該電影由美國太空總署費米伽馬射線太空望遠鏡獲得的 14 年數據製成。我們的太陽偶爾會突顯出來，在我們銀河系內外的高能源的背景下，平靜地在天空中劃出一條路徑。

“銀河系明亮，穩定的伽馬射線輝光被強烈，長達數天的近光速噴流耀斑所打斷，這些射流由遙遠星系核心的超大品質黑洞提供動力，”Seth Digel說，他是加利福尼亞州門洛派克SLAC國家加速器實驗室的高級科學家，他創造了這些圖像。“這些戲劇性的噴發，可以出現在天空的任何地方，發生在數百萬到數十億年前，當我們觀察時，它們的光剛剛到達費米。

伽馬射線是能量最高的光形式。這部電影展示了費米大面積望遠鏡（LAT）在 2008 年 8 月至 2022 年 8 月期間探測到的能量超過 2 億電子伏特的伽馬射線強度。相比之下，可見光的能量在 2 到 3 電子伏特之間。更亮的顏色標記了更強的伽馬射線源的位置。

“在電影中，首先映入眼簾的就是在螢幕上穩定地劃出弧線的光源。那是我們的太陽，它的明顯運動反映了地球每年圍繞它的軌道運動，「費米副專案科學家裘蒂·拉庫辛（Judy Racusin）說，他在馬里蘭州格林貝爾特的美國太空總署戈達德太空飛行中心講述了這部電影的導覽。

大多數時候，由於稱為宇宙射線的加速粒子的影響，LAT會微弱地探測到太陽 – 原子核以接近光速的速度行進。當它們撞擊太陽的氣體甚至它發出的光時，就會產生伽馬射線。然而，有時太陽會突然變亮，爆發出強大的噴發，稱為太陽耀斑，這可以短暫地使我們的恆星成為天空中最亮的伽馬射線源之一。

這部電影以兩種不同的視角展示了天空。矩形檢視顯示了整個天空，銀河系的中心位於中間。這突出了銀河系的中心平面，它在宇宙射線撞擊星際氣體和星光產生的伽馬射線中發光。它還散佈著許多其他來源，包括中子星和超新星殘骸。在這個中心帶的上方和下方，我們正向銀河系之外看向更廣闊的宇宙，那裡布滿了明亮、快速變化的光源。

其中大多數實際上是遙遠的星系，以我們銀河系的北極和南極為中心的不同視角可以更好地看到它們。這些星系中的每一個，稱為blazars，都擁有一個中心黑洞，其品質為一百萬或更多的太陽。

不知何故，黑洞產生了極快移動的物質射流，而對於閃光點，我們幾乎直接向下看其中一個射流，這種觀點增強了它們的亮度和可變性。“這些變化告訴我們，這些噴氣式飛機的某些東西已經發生了變化，”拉庫辛說。“當有有趣的事情發生時，我們經常觀察這些來源，並在太空和地面上提醒其他望遠鏡。我們必須在這些耀斑消失之前迅速捕捉到它們，我們收集的觀測數據越多，我們就越能理解這些事件。

費米在不斷壯大的任務網路中發揮著關鍵作用，這些任務共同捕捉宇宙中的這些變化。

這些星系中的許多都非常遙遠。例如，來自被稱為 4C +21.35 的 blazar 的光已經傳播了 46 億年，這意味著我們今天看到的爆發實際上是在我們的太陽和太陽系開始形成時發生的。其他明亮的熾熱點距離是其兩倍多，它們共同提供了整個宇宙時間黑洞活動的驚人快照。

在延時攝影中沒有看到費米研究的許多短時事件，例如伽馬射線暴，這是最強大的宇宙爆炸。這是在幾天內處理數據以銳化圖像的結果。

費米伽馬射線太空望遠鏡是由戈達德管理的天體物理學和粒子物理學合作夥伴。費米是與美國能源部合作開發的，法國、德國、義大利、日本、瑞典和美國的學術機構和合作夥伴做出了重要貢獻。