中国科大天文学系证明eROSITA气泡的三维本质是源于银心的巨大泡状结构

在伽马射线波段，银心方向存在一对明亮的“气泡”，从银心向南北两极喷出，称为Fermi气泡。软X射线波段也有一对气泡，尺寸比Fermi气泡大一圈，二维投影从银盘几乎延伸到天顶（银极），称为eROSITA气泡。eROSITA 气泡只有明亮的壳层，不像Fermi气泡一样与银心紧密相连，因此无法确定它是起源于银心，还是恰好位于银心方向。由于无法测量距离，天文学家经过四十余年的争论仍无法确定这个巨大二维结构的三维本质——是太阳附近的小尺度结构（～100pc）还是位于银心的巨大结构（～10kpc）。两种模型对应的三维尺度相差百倍，涉及的能量更是差了成千上万倍。

为了解决这个问题，中国科学技术大学天文系特任教授刘腾领导的国际团队深入研究了eROSITA气泡的形态。他们从银河系三维尘埃分布中发现了三个遥远的（500—800pc）孤立云团（如上图），形状与eROSITA气泡上的三个阴影相吻合，表明这些X射线阴影缘于云团的遮挡。这三个云团的发现，明确地排除了eROSITA气泡是百pc尺度临近结构的可能性。

北天的eROSITA气泡由东部的巨大弧形，NPS，和西部的一块形状规则的辐射云（刘腾命名它为莲花瓣云，LPC）构成。刘腾团队发现，NPS和LPC空间上并不相连，而是被一块“气泡破缺”区域隔开。该区域中预期的气泡外边缘（激波前沿）处X射线暗弱不可见，却在2.3GHz射电偏振辐射中存在一条弧边，将NPS和LPC的外边缘完美地连接起来，构成一个完整的气泡（如上图）。他们借此描绘出eROSITA气泡的精确外边缘位置，并发现其形状恰好符合一个侧倾的椭球壳（如下图所示三维模型及其二维投影）或椭球杯（紫色部分，二维上与完整球壳等价）。这些发现进一步支持了eROSITA气泡是源于银心的巨大泡状结构这种假设，不管这种气泡的能量源是恒星还是活动星系核。