來源：原理

　　隨著觀測技術(shù)的進(jìn)步，天文學(xué)家時不時就會發(fā)現(xiàn)天空中炫目、令人著迷卻又難以解釋的現(xiàn)象。

　　在2019年，就有一組天文學(xué)家使用ASKAP（澳大利亞平方千米陣探路者）射電望遠(yuǎn)鏡在深空中發(fā)現(xiàn)了一些詭異的發(fā)光環(huán)。這些環(huán)與之前所見的任何東西都不同，沒有人知道它們是什么，團(tuán)隊稱之為奇異射電環(huán)（Odd Radio Circle， ORC）。

　　MeerKAT（綠色/灰色）拍攝的奇異射電環(huán)ORC1圖像，疊加在暗能量巡天拍攝的光學(xué)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（升級后的卡魯陣列望遠(yuǎn)鏡）的新數(shù)據(jù)正在幫助科學(xué)家解開ORC的存在之謎。新的觀測發(fā)現(xiàn)，每個ORC都以一個星系為中心，但這個星系的光非常微弱，因此早先并沒有被發(fā)現(xiàn)。而這些環(huán)很可能是從中心星系發(fā)出的熱氣爆發(fā)，它們碩大無比，直徑可達(dá)100萬光年。

　　更細(xì)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(xì)節(jié)。研究人員發(fā)現(xiàn)，環(huán)的中心有一小團(tuán)射電發(fā)射，這與一個遙遠(yuǎn)星系的跡象吻合。他們現(xiàn)在可以相當(dāng)肯定地說，應(yīng)該就是這個星系產(chǎn)生了ORC。

　　同時，團(tuán)隊在其他ORC中也觀測了這些中心星系，它們都位于距離地球很遠(yuǎn)的地方，可能是約10億光年外的遙遠(yuǎn)星系。換個角度來說，這也意味著這些環(huán)本身巨大無比。

　　從對環(huán)內(nèi)探測到的微弱的云狀射電發(fā)射的模擬結(jié)果來看，這些環(huán)似乎是包圍著星系的一個球形外殼的邊緣，就像星系中發(fā)出的一次巨大爆發(fā)的爆炸波。它們之所以看起來更像環(huán)，而不是一個球體，只是因為球體邊緣的位置更亮，那里在沿著視線的方向上存在更多物質(zhì)，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(xué)家有關(guān)環(huán)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(fā)引起了熱爆炸，與星系外的脆弱氣體發(fā)生了劇烈碰撞。由此產(chǎn)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(zhuǎn)，產(chǎn)生了射電波。

　　環(huán)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(jié)果中的一個大的驚喜是，在環(huán)中發(fā)現(xiàn)了幾個彎曲的射電發(fā)射“絲”。雖然目前天文學(xué)家仍然不知道它們具體是什么，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(yīng)該吞噬了其他星系。一種猜測是，也許這些絲狀結(jié)構(gòu)正是經(jīng)過的沖擊波從星系上“扯下”的氣體痕跡。

　　罕見事件的可能  

　　當(dāng)然，最大的問題在于，究竟是什么導(dǎo)致了爆發(fā)。團(tuán)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(zhì)量黑洞的合并引起的。這樣的并合事件釋放出了巨大的能量，足以產(chǎn)生ORC。另一種可能性是，中心星系經(jīng)歷了一次星暴事件，數(shù)百萬顆恒星從星系氣體中誕生。這樣的星暴會導(dǎo)致熱氣體從星系中噴出，創(chuàng)造出球形的沖擊波。

　　無論是黑洞并合還是星暴事件都相對罕見，這也解釋了為什么ORC如此稀有，迄今為止天文學(xué)家只報道發(fā)現(xiàn)了5個。

　　ORC的謎團(tuán)還沒有完全揭開，對于深空中這些神秘的環(huán)，還有很多東西需要了解。到目前為止，天文學(xué)家僅僅用射電望遠(yuǎn)鏡探測到了它們，但在光學(xué)、紅外或X射線波長下還沒有找到任何來自這些環(huán)的信息。

　　他們相信，未來當(dāng)SKA（平方千米陣）投入使用后，將有機(jī)會以更高的靈敏度和分辨率獲得關(guān)于這些神秘宇宙現(xiàn)象的更詳細(xì)信息，甚至有機(jī)會通過它們了解關(guān)于星系生命周期的更多細(xì)節(jié)。

　　#創(chuàng)作團(tuán)隊：

　　原文作者：Ray Norris（西悉尼大學(xué)科學(xué)學(xué)院教授）

　　編譯：M?ka

　　排版：雯雯

　　#參考來源：

　　https：//theconversation.com/odd-radio-circles-that-baffled-astronomers-are-likely-explosions-from-distant-galaxies-178290

　　#圖片來源：

　　封面圖：Sam Moorfield/CSIRO

　　首圖：Jayanne English using data from MeerKAT and the Dark Energy Survey