核子超級氣泡 (Nuclear Superbubbles) 是一團極熱的氣體原子，密度比一般星際空間低的「氣泡」。天文學家一般相信它們是由星系中心的巨型黑洞所造，而最新刊於 Astrophysical Journal 的研究更指出，氣泡可能同時是巨型宇宙粒子加速器。

星系中心一般由巨型黑洞組成，而黑洞吸入物體的同時，其中心會釋出接近光速的強大離子噴流 (plasma jet) 。天文學家一直未能確認當中成因，但估計黑洞吸積盤 (accretion disc) 的核心部份物質會滙聚至中心，並經黑洞磁場線散發至其外圍。

圍繞地球運行的錢德拉 X 光 ^[1] 天文台已觀察螺旋星系 NGC 3079 中心黑洞及其氣泡一段時間。相比起銀河系內，橫跨 5 萬光年的費米 (Fermi) 氣泡，NGC 3079 較小及較「年輕」只有約 4,900 光年及 3,600 光年闊。對於天文學家而言，NGC 3079 氣泡不僅較易觀察，也更易理解其演化機制。

天文學家從射線天文台數據發現，氣泡會以同步輻射 (synchrotron emission) 方式釋放出高能量 X 光。研究隊伍認為此發現反映氣泡有大型粒子加速器的功用。今次他們只在其中一個氣泡量度到同步輻射，但此現象只於較小氣泡內觀察到。

研究人員估計氣泡會在太空空間擴張，並產生衝擊波。這些衝擊波有機會會導致磁場纏繞現象。纏繞磁場的粒子接觸到衝擊波前沿時就會被其加速移動。氣團中的粒子加速速度，比地球大型粒子對撞機的粒子能量還要高 100 倍。高能量粒子更有機會是宇宙射線 (cosmic ray) 的來源。

現時研究仍有許多未知之數，包括宇宙射線粒子來源，以及銀河系的 Fermi 氣泡是否有相近的粒子加速能力。甚至乎，由於初生恆星也有機會造成強烈星際風暴，或是超級氣泡的來源，因此科學家仍未能確定泡是由黑洞創造。研究人員坦言，未來需要更多宇宙無線電波及 X–射線測量、磁場研究，以及建立超級氣泡模型，以了解超級氣泡源頭。 

註：
[1] 又稱倫琴射線

來源：
ScienceAlert, Astronomers Have Found 'Superbubbles' Producing Shock Waves in Another Galaxy, 4 March 2019

報告：
Li, J.T., Hodges-Kluck, E., Stein, Y., Bregman, J.N., Irwin, J.A. & Dettmar, R. (2019). Detection of Nonthermal Hard X-Ray Emission from the "Fermi Bubble" in an External Galaxy. The Astrophysical Journal, 873, 1.

文／Edward Ho、審核／Alan Chiu