天文学家捕捉到罕见的太空图像,像个巨大的肥皂泡,到底是什么?
2023-07-05 09:13:55

借助大型天文望远镜、射电望远镜以及位于地球轨道上的太空望远镜等设备,天文学家们能够极大地拓展自己的视野,不但能看到更远、更全面的宇宙空间,而且细节也更清晰,很多在可见光范围之外的情景也尽收“眼底”。


(资料图片)

人类发现众多宇宙的神奇现象

著名的马头星云、“创造之柱”星云、车轮星系、草帽星系等,向我们展示着宇宙绚烂多彩的画卷;黑洞吞噬中子星、中子星相撞、星系相撞等,又向我们展示着宇宙无穷的力量和惊心动魄的场景;而引力波、无线电爆发、宇宙空洞等的发现,又让我们领略到了宇宙的神奇和“诡谲”。

拿中国的“天眼”来说,它目前是世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜,它的监测对象,与其他绝大部分的天文望远镜都不同,主要监测的是来自遥远宇宙的脉冲波。

众所周知,宇宙中存在着很多类型的天体,其中脉冲星是一类重要的成员,只不过脉冲星距离太阳系都非常远,对外发射的脉冲波到达地球后变得非常微弱,准确识别、判定和分析的难度极大。我国“天眼”的建造,无疑填补了这方面研究的空白,成为用来观测星系运动、宇宙射线、暗物质、黑洞、寻找遥远天体甚至搜寻外星文明的重要平台。

从“天眼”投运以来,已经发现了至少60个脉冲星的信号。在这段时间特别是2021年,我国的科学家利用“天眼”,在1个半月的时间内,竟然重复接收到了1652次神秘的电磁波信号。

一开始一些人认为,这或许就是外星文明存在的证据,向我们发射重复信号好像在提示传递什么信息。后来,通过分析,这些信号源来自于30亿光年之外,一个著名的快速射电暴爆发区—FRB 121102,也就是说是纯粹的宇宙“自然现象”。

神奇的“肥皂泡”

在国外,科学家们也利用其他大型天文望远镜,来开展类似的“信号”搜寻和研究。前一段时间,有天文学家利用2018年投入运行的南非MeerKAT 射电望远镜,发现了另外一个神奇的景象。

南非MeerKAT 射电望远镜,其实是由64座射电望远镜组成的一个“阵列”,每个单独的望远镜直径约为13.5米,这与我国的“天眼”原理不尽一样。该望远镜是目前同一类型射电望远镜中灵敏度最高的,可以看到其他望远镜看不到的有关宇宙深空的细节。

通过MeerKAT望远镜,研究人员看到了一个罕见而神秘的太空物体的特写图像,在覆盖暗能量调查的天空图像上,呈现出一个“奇怪的射电圈”,形成了诸多无线电环所构成的巨大无线电波环,就像一个硕大无比的“肥皂泡”一样,直径可能要超过100万光年。

在以往的宇宙观测历史上,很少有人能够看到过无线电环,像此次如此清晰的图像以前更是没有被发现,这一发现或许会为天文学家们开展新的研究提供思路和方向。

这个硕大的“肥皂泡”的直径,达到了银河系的10倍,而且内部还有一些规模较小的环。此前,天文学家们通过澳大利亚平方公里阵列探路者望远镜、印度巨型米波射电望远镜等发现过类似的景象,在这些发现中,无线电波环的中心通常都会有一个星系,于是科学家们认为,这可能会与“巨环”的形成有关。

然而,令科学家们感到困惑的是,这种结构仅在电磁波的无线电波长中被发现,而在可见光波段或者X光波段中都没有被检测到,所以那些光学望远镜和X射线望远镜并没有发现它的踪迹。

背后的真相是什么?

那么,这种奇怪的、规模庞大的天体结构,到底是如何形成的呢?不少科学家提出了自己的猜测,集中起来大致有三种:

第一种是由来自银河系中心的冲击波产生的,类似于两个超大质量黑洞合并时发生的情况。

第二种是在一个巨大的星系中,星核活动比较活跃,由中心向外持续喷射无线电粒子流,从而形成现在的模样。

第三种是巨大星系的星核发生了星爆现象,巨大的能力推动能量向外释放,随着波及范围越来越广,这种能量逐渐减弱,最后只以能量密度很低的无线电方式向外传输。

目前检测到的这种无线电波环,大多都是由澳大利亚平方公里阵列探路者望远镜发现的,这架望远镜的扫描区域,要比通常的射电望远镜大100倍。所以,这次天文学家很巧妙地将澳大利亚的这架望远镜的优势,与南非望远镜的优势很好地结合在了一起,先由平方公里阵列探路者扫描广阔的天空,发现“异常”和特征鲜明的稀有天体或者现象,然后再由MeerKAT进行更高分辨率的观测,从而得到了更加清晰的无线电图像。

以后,世界各地的其他高分辨率射电望远镜,其中可能还包括我国的“天眼”,都将会受此吸引,把这种奇怪的宇宙天体结构作为重点观测内容之一,期待不久的将来,能够为我们揭开这个谜团,同时为我们呈现出更多不能直接被肉眼所见的宇宙美丽画卷!

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