欧空局XMM-牛顿X射线天文台发现了一个星系团内的热气晃动，这是一种前所未见的行为，可能是由动荡的合并事件而推动造成。星系团是宇宙中最大的系统，它们通过引力联系在一起。星系团通常包含数十万个星系和大量被称为等离子体的热气体，等离子体的温度达到5000万摄氏度左右，在X射线波段闪耀着明亮的光芒，目前对这种等离子体是如何运动的还知之甚少。

但探索它的运动可能是理解星系团如何形成、演化和行为的关键。这项新研究的主要作者、马克斯·普朗克地外物理研究所的杰里米·桑德斯说：我们选择了两个银河系附近大质量、明亮和观测良好的星系团，其中之一就是英仙座星系团，并首次绘制了星系团等离子体是如何移动的，无论它是向我们移动还是远离，还包括速度等重要特征。研究在很大一片天空上做到了这一点：

英仙座的面积大约相当于两个满月大小，昏迷时有四个满月大小。研究人员表示真的需要XMM-牛顿来做这件事，因为用任何其他航天器覆盖这么大的区域都非常困难。Jeremy和同事们发现了英仙座星系团内等离子体流动、飞溅和晃动的直接迹象，英仙座星系团是宇宙中已知最大质量的系统之一，也是天空中X射线最亮的星系团。虽然理论上已经预测到了这种运动，但在宇宙中从来没有见过这种运动。

通过观察等离子体如何在星团内移动的模拟，研究人员随后探索了是什么导致了晃动。发现，这很可能是由于较小星系团与主星系团本身碰撞合并造成的。这些事件的能量足以扰乱英仙座的引力场，并启动一场将持续数百万年的晃动运动，然后才会稳定下来。英仙座以一个主星团和几个较小的子结构为特征，与英仙座不同的是，彗星团不包含晃动的等离子体，相反，它似乎是一个由两个正在慢慢合并在一起的主要子星团组成的巨大星团。

彗星团包含两个大质量的中心星系，而不是一个星系团（通常的单一庞然大物），而且不同区域似乎含有运动方式不同的物质。这表明彗星团内有多个物质流还没有聚集在一起形成一个连贯的‘斑点’，就像我们在英仙座上看到的那样。这一发现是由一种应用于XMM-牛顿欧洲光子成像相机(EPIC)的新校准技术实现。这一巧妙方法涉及挖掘20年的档案史诗数据，将相机速度测量的精度提高了3.5倍以上，将XMM-牛顿的能力提高到了一个新水平。

荷兰诺德维克的欧洲空间研究与技术中心的欧空局研究员，该研究的合著者西罗·平托(Ciro Pinto)说：XMM-牛顿欧洲光子成像相机有一个仪器背景信号，即所谓的‘荧光线’，它们总是存在于数据中，有时可能会很烦人，因为它们通常不是研究人员要找的，补充道。所以决定使用这些‘荧光线’来比较和排列过去20年的史诗数据，以便更好地确定相机的行为，然后用它来校正任何仪器变化或效果，这项技术使得更准确地绘制星系团中的气体成为可能。

研究人员使用背景线来识别和消除观测之间的个体差异，然后消除20年来史诗般的数据，挖掘所识别和标记的任何更微妙的仪器效应。XMM-牛顿欧洲光子成像相机由三台CCD相机组成，旨在捕获低能和高能X射线，是XMM-牛顿号上的三台先进仪器之一。自1999年发射以来，探索动态X射线天空的XMM-牛顿是欧洲有史以来建造最大的科学卫星，并搭载了一些有史以来开发的最强大望远镜。欧空局XMM-牛顿项目科学家诺伯特·沙特尔(Norbert Schartel)说：

这种校准技术突出了EPIC相机新发现的能力，高能天体物理通常需要比较宇宙中不同地点的X射线数据，从等离子体到黑洞，因此将仪器效应降至最低的能力是关键。通过利用过去XMM-牛顿的观测来完善未来观测，这项新技术可能会为新研究和发现打开鼓舞人心的机会。虽然覆盖如此大片的天空，在很大程度上超出了望远镜的能力，在2031年欧空局高级高能天体物理望远镜(雅典娜)发射之前，这些XMM-牛顿观测也将保持无与伦比的地位。

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博科园｜研究/来自：欧洲航天局

参考期刊《天文学与天体物理学》

DOI: 10.1051/0004-6361/201936468

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