天文學家捕捉到罕見的太空圖像,像個巨大的肥皂泡,到底是什麼?
藉助大型天文望遠鏡、射電望遠鏡以及位於地球軌道上的太空望遠鏡等設備,天文學家們能夠極大地拓展自己的視野,不但能看到更遠、更全面的宇宙空間,而且細節也更清晰,很多在可見光範圍之外的情景也盡收「眼底」。
人類發現眾多宇宙的神奇現象
著名的馬頭星雲、「創造之柱」星雲、車輪星系、草帽星系等,向我們展示着宇宙絢爛多彩的畫卷;黑洞吞噬中子星、中子星相撞、星系相撞等,又向我們展示着宇宙無窮的力量和驚心動魄的場景;而引力波、無線電爆發、宇宙空洞等的發現,又讓我們領略到了宇宙的神奇和「詭譎」。
拿中國的「天眼」來說,它目前是世界上口徑最大、靈敏度最高的單口徑射電望遠鏡,它的監測對象,與其他絕大部分的天文望遠鏡都不同,主要監測的是來自遙遠宇宙的脈衝波。
眾所周知,宇宙中存在着很多類型的天體,其中脈衝星是一類重要的成員,只不過脈衝星距離太陽系都非常遠,對外發射的脈衝波到達地球後變得非常微弱,準確識別、判定和分析的難度極大。我國「天眼」的建造,無疑填補了這方面研究的空白,成為用來觀測星系運動、宇宙射線、暗物質、黑洞、尋找遙遠天體甚至搜尋外星文明的重要平台。
從「天眼」投運以來,已經發現了至少60個脈衝星的信號。在這段時間特別是2021年,我國的科學家利用「天眼」,在1個半月的時間內,竟然重複接收到了1652次神秘的電磁波信號。
一開始一些人認為,這或許就是外星文明存在的證據,向我們發射重複信號好像在提示傳遞什麼信息。後來,通過分析,這些信號源來自於30億光年之外,一個著名的快速射電暴爆發區—FRB 121102,也就是說是純粹的宇宙「自然現象」。
神奇的「肥皂泡」
在國外,科學家們也利用其他大型天文望遠鏡,來開展類似的「信號」搜尋和研究。前一段時間,有天文學家利用2018年投入運行的南非MeerKAT 射電望遠鏡,發現了另外一個神奇的景象。
南非MeerKAT 射電望遠鏡,其實是由64座射電望遠鏡組成的一個「陣列」,每個單獨的望遠鏡直徑約為13.5米,這與我國的「天眼」原理不盡一樣。該望遠鏡是目前同一類型射電望遠鏡中靈敏度最高的,可以看到其他望遠鏡看不到的有關宇宙深空的細節。
通過MeerKAT望遠鏡,研究人員看到了一個罕見而神秘的太空物體的特寫圖像,在覆蓋暗能量調查的天空圖像上,呈現出一個「奇怪的射電圈」,形成了諸多無線電環所構成的巨大無線電波環,就像一個碩大無比的「肥皂泡」一樣,直徑可能要超過100萬光年。
在以往的宇宙觀測歷史上,很少有人能夠看到過無線電環,像此次如此清晰的圖像以前更是沒有被發現,這一發現或許會為天文學家們開展新的研究提供思路和方向。
這個碩大的「肥皂泡」的直徑,達到了銀河系的10倍,而且內部還有一些規模較小的環。此前,天文學家們通過澳大利亞平方公里陣列探路者望遠鏡、印度巨型米波射電望遠鏡等發現過類似的景象,在這些發現中,無線電波環的中心通常都會有一個星系,於是科學家們認為,這可能會與「巨環」的形成有關。
然而,令科學家們感到困惑的是,這種結構僅在電磁波的無線電波長中被發現,而在可見光波段或者X光波段中都沒有被檢測到,所以那些光學望遠鏡和X射線望遠鏡並沒有發現它的蹤跡。
背後的真相是什麼?
那麼,這種奇怪的、規模龐大的天體結構,到底是如何形成的呢?不少科學家提出了自己的猜測,集中起來大致有三種:
第一種是由來自銀河系中心的衝擊波產生的,類似於兩個超大質量黑洞合併時發生的情況。
第二種是在一個巨大的星系中,星核活動比較活躍,由中心向外持續噴射無線電粒子流,從而形成現在的模樣。
第三種是巨大星系的星核發生了星爆現象,巨大的能力推動能量向外釋放,隨着波及範圍越來越廣,這種能量逐漸減弱,最後只以能量密度很低的無線電方式向外傳輸。
目前檢測到的這種無線電波環,大多都是由澳大利亞平方公里陣列探路者望遠鏡發現的,這架望遠鏡的掃描區域,要比通常的射電望遠鏡大100倍。所以,這次天文學家很巧妙地將澳大利亞的這架望遠鏡的優勢,與南非望遠鏡的優勢很好地結合在了一起,先由平方公里陣列探路者掃描廣闊的天空,發現「異常」和特徵鮮明的稀有天體或者現象,然後再由MeerKAT進行更高分辨率的觀測,從而得到了更加清晰的無線電圖像。
以後,世界各地的其他高分辨率射電望遠鏡,其中可能還包括我國的「天眼」,都將會受此吸引,把這種奇怪的宇宙天體結構作為重點觀測內容之一,期待不久的將來,能夠為我們揭開這個謎團,同時為我們呈現出更多不能直接被肉眼所見的宇宙美麗畫卷!-優美生態環境保衛者-