2022年03月25日 11:08
【科學快訊】
來源：原理
隨著觀測技術的進步，天文學家時不時就會發現天空中炫目、令人著迷卻又難以解釋的現象。
在2019年，就有一組天文學家使用ASKAP（澳大利亞平方千米陣探路者）射電望遠鏡在深空中發現了一些詭異的發光環。這些環與之前所見的任何東西都不同，沒有人知道它們是什麼，團隊稱之為奇異射電環（Odd Radio Circle， ORC）。
MeerKAT（綠色/灰色）拍攝的奇異射電環ORC1圖像，疊加在暗能量巡天拍攝的光學圖像上。| 圖片來源：Jayanne English using data from MeerKAT and the Dark Energy Survey
近日，來自南非MeerKAT（升級後的卡魯陣列望遠鏡）的新數據正在幫助科學家解開ORC的存在之謎。新的觀測發現，每個ORC都以一個星系為中心，但這個星系的光非常微弱，因此早先並沒有被發現。而這些環很可能是從中心星系發出的熱氣爆發，它們碩大無比，直徑可達100萬光年。
更細致的觀測
在新研究中，MeerKAT拍攝到了一個ORC的美麗圖像，揭示了其中驚人的細節。研究人員發現，環的中心有一小團射電發射，這與一個遙遠星系的跡象吻合。他們現在可以相當肯定地說，應該就是這個星系產生了ORC。
同時，團隊在其他ORC中也觀測了這些中心星系，它們都位於距離地球很遠的地方，可能是約10億光年外的遙遠星系。換個角度來說，這也意味著這些環本身巨大無比。
從對環內探測到的微弱的雲狀射電發射的模擬結果來看，這些環似乎是包圍著星系的一個球形外殼的邊緣，就像星系中發出的一次巨大爆發的爆炸波。它們之所以看起來更像環，而不是一個球體，只是因為球體邊緣的位置更亮，那裏在沿著視線的方向上存在更多物質，就好像我們看一個肥皂泡那樣。
高能的電子
研究還繪制了射電波的偏振模式，這能告訴科學家有關環中磁場的一些信息。
偏振圖像顯示了一個沿球體邊緣運動的磁場。這表明，中心星系的一次爆發引起了熱爆炸，與星系外的脆弱氣體發生了劇烈碰撞。由此產生的沖擊波使氣體中的電子獲得能量，使它們圍繞著磁場旋轉，產生了射電波。
環繞ORC邊緣附近的線表示磁場的方向。像這樣的一個圓形磁場暗示著它被來自中心星系的沖擊波擠壓。| 圖片來源：Larry Rudnick from MeerKAT data
MeerKAT結果中的一個大的驚喜是，在環中發現了幾個彎曲的射電發射「絲」。雖然目前天文學家仍然不知道它們具體是什麼，但是他們可以確定的是，這個巨大的球體在從中心星系轟出時應該吞噬了其他星系。一種猜測是，也許這些絲狀結構正是經過的沖擊波從星系上「扯下」的氣體痕跡。
罕見事件的可能
當然，最大的問題在於，究竟是什麼導致了爆發。團隊目前正主要探索兩種可能性。
一種可能是，它們是由兩個超大質量黑洞的合並引起的。這樣的並合事件釋放出了巨大的能量，足以產生ORC。另一種可能性是，中心星系經曆了一次星暴事件，數百萬顆恒星從星系氣體中誕生。這樣的星暴會導致熱氣體從星系中噴出，創造出球形的沖擊波。
無論是黑洞並合還是星暴事件都相對罕見，這也解釋了為什麼ORC如此稀有，迄今為止天文學家只報道發現了5個。
ORC的謎團還沒有完全揭開，對於深空中這些神秘的環，還有很多東西需要了解。到目前為止，天文學家僅僅用射電望遠鏡探測到了它們，但在光學、紅外或X射線波長下還沒有找到任何來自這些環的信息。
他們相信，未來當SKA（平方千米陣）投入使用後，將有機會以更高的靈敏度和分辨率獲得關於這些神秘宇宙現象的更詳細信息，甚至有機會通過它們了解關於星系生命周期的更多細節。
#創作團隊：
原文作者：Ray Norris（西悉尼大學科學學院教授）
編譯：Måka
排版：雯雯
#參考來源：
#圖片來源：
封面圖：Sam Moorfield/CSIRO
首圖：Jayanne English using data from MeerKAT and the Dark Energy Survey
