天文|NASA的费米空间望远镜完成了天图的绘制并发现意料之外的神秘物体
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美国宇航局的费米卫星完成了天空地图;发现神秘的、未知的天体
图源：NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.
在望远镜被发明以前 ， 天文学一直被限制在了我们的双眼可以观测到的范围 。 望远镜所拥有的大孔径可以捕捉到比人眼可以看到的更多的光源 。 然而随着科技的进步 ， 我们意识到人眼能看到的只是浩瀚宇宙中及其微小的一部分；宇宙中的各种光波 ， 包括波长短于和长于可见光的光波 ， 都不是我们可以用眼睛观测到的 。
当我们仰望星空时 ， 用不同波长观测到的影像可以给我们提供不同的信息 ， 这是因为不同波长的光的散发与接收方式都不尽相同 。 在美国天文协会的第227次会议上 ， NASA的费米γ射线空间望远镜收集了六年的数据被公开 ， 创造出了有史以来最全面的伽马射线天图 ， 观测到了从50至2000十亿电子伏特的能量 ， 等同于爱因斯坦公式中E=mc2中质子能量的50至2000倍 。 图为望远镜收集到的数据：
Image credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.
如果你曾经看过天图 ， 你会发现这个图像与NASA的广域红外巡天探测者（WISE）制作的红外天图非常相似 。 而伽马天图和红外天图都可以看到环绕着银道面的细腻的气体结构 ， 银河里一些大星云团 ， 和垂直于银核的一些气团 。
图源: NASA / JPL-Caltech / UCLA, for the WISE collaboration.
我们可以从伽马射线的形成来探究为什么这两种天图会如此相似 。 宇宙中存在着非常多类型的高能量天体物理信息来源：大质量星 ， 白矮星 ， 中子星以及不同质量的黑洞；这些物质都拥有非常强的磁场 ， 可以加速粒子运动 。 大部分被加速的粒子是质子 ， 而这些质子作为宇宙射线在宇宙中穿梭终究会与另一个质子形成的物质发生碰撞 。 当两个拥有巨大能量的质子碰撞时（通常是一个高速移动的质子撞上静止的质子）会产生一种非常不稳定的粒子 ， 叫做π介子；而π介子会衰变而产生伽马射线 。 费米γ射线空间望远镜收集的就是这种射线 。
Image credit: Nina McCurdy and Joel R. Primack/UC-HiPACC.
红外天图和伽马天图的高度重合就是因为这两种光波都能够观测到星系中中性的、较冷的气体 。 而它们的不同之处则在于红外线是通过气体的热量散发来探测的 ， 而伽马射线检测的是粒子碰撞所产生的能量 。 在费米天图上 ， 一共有着61000 个伽马射线光子；而这用了他们八个月来收集 。 费米（伽马）天图还有着一些红外天图不能观测到的信息——黑洞与爆炸 。 除此之外 ， 人类第一次能够清楚观测到我们星系里一些高能量的物质也是费米天图的功劳 。
在图上可以看到蟹状星云与很多其他的超新星遗迹 ， 例如脉冲星风星云和著名的终将爆发的船底星云 。 而最激动人心的部分总是预料之外的惊喜 。 我们已经在绘制银道面天图这一方面跨出很大一步了 ， 不只是利用了WISE的红外观测 ， 还使用了分辨率更高的斯皮策空间望远镜来绘制整个银河的天图 。 在这所有观测到的物质中 ， 费米还观测到了一种未知的伽马射线 。
图源: NASA's Goddard Space Flight Center, of data from the Fermi LAT collaboration.
而这个射线的源头可能是一个黑洞 ， 脉冲星 ， 或是一颗中子星 ， 也有可能是银河系外的一个伽马信号源 。 而这次的新发现能够直接通过斯皮策观测到的数据来进行进一步分析 ， 甚至不需要再次观测！
图源: NASA/JPL-Caltech/GLIMPSE Team.
这个GLIMPSE报告包含了斯皮策在十年间的超过两百万张图像 ， 完整地呈现了整个银河系的平面 。 这个神秘物体应该已经在报告中某一个位置了 ， 而且在波长3.6,4.5和8/0微米的数据中；除此之外还可以利用波长12微米的WISE数据 。
下图所示的区域应为未知信号的来源区域 ， 大约赤经+17 04 22 ， 赤纬-40 44 25
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