天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個不同尋常的新型巨型射電星系，其等離子體噴流的大小是我們銀河系的32倍。
這個宇宙巨型結(jié)構(gòu)全長330萬光年，是由南非的MeerKAT望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，并被起了個昵稱Inkathazo——在非洲科薩語和祖魯語中的意思是“麻煩”——因為理解其背后的物理原理存在困難。
研究人員希望他們這項“令人興奮且出乎意料的發(fā)現(xiàn)”（發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上），能讓我們搞清楚宇宙里一些最大結(jié)構(gòu)神秘的起源和演化情況。
巨型射電星系（GRGs）是宇宙中的龐然大物，它們往星系間的空間噴射出長達(dá)數(shù)百萬光年的熱等離子體噴流。這些在射電頻率下發(fā)光的等離子體噴流，由星系中心的超大質(zhì)量黑洞提供能量。
直到最近，人們還認(rèn)為巨型射電星系相當(dāng)罕見。然而，像南非的MeerKAT這樣的新一代射電望遠(yuǎn)鏡，徹底推翻了這種看法。
“由于像MeerKAT這樣強(qiáng)大的新型望遠(yuǎn)鏡，在過去五年里，發(fā)現(xiàn)的巨型射電星系數(shù)量一下子多了好多，”開普敦大學(xué)的碩士研究生、這項新研究的第一作者凱瑟琳·查爾頓說道。
“對巨型射電星系（GRGs）的研究發(fā)展迅猛，讓人很難跟上步伐。這太令人興奮了。”
她補(bǔ)充道：“我們給這個巨型星系起了個綽號叫‘Inkathazo’，在伊西祖魯語和科薩語里意思是‘麻煩’，因為要弄明白這里發(fā)生的現(xiàn)象背后的物理原理，有點麻煩?！?/p>
“它與許多其他巨型射電星系的特征不同。例如，等離子體噴流的形狀很不尋常：其中一個噴流不是從一頭直直地伸到另一頭，而是彎的?！?/p>
Inkathazo還處在一個星系團(tuán)的正中間，而非相對孤立的位置，照理說，這應(yīng)該會讓等離子體噴流很難長到這么大的規(guī)模。
“這是一項令人興奮且出乎意料的發(fā)現(xiàn)，” 比勒陀利亞大學(xué)的研究合著者克什蒂吉·索拉特博士說。
“在星團(tuán)環(huán)境里發(fā)現(xiàn)巨型射電星系（GRG），這讓人不禁想問，環(huán)境相互作用在這些巨型星系的形成和演化過程中到底起了什么作用?！?/p>
為了更深入了解這個宇宙難題，研究人員借助了MeerKAT超強(qiáng)的能力，繪制出了一些有史以來分辨率最高的巨型射電星系光譜年齡圖。
這些圖追蹤了巨型射電星系不同地方等離子體的年齡，為正在發(fā)生的物理過程提供了線索。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Inkathazo噴流存在一些有趣的復(fù)雜情況，有些電子獲得了意想不到的能量提升。
研究人員覺得，當(dāng)噴流和星團(tuán)里星系間空洞中的熱氣體碰撞時，可能就會出現(xiàn)這種情況。
“這一發(fā)現(xiàn)給我們提供了一個難得的機(jī)會，能讓我們特別詳細(xì)地研究巨型射電星系的物理學(xué)，” 索拉特說，“這些發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)有模型提出了挑戰(zhàn)，說明我們對這些極端星系里起作用的復(fù)雜等離子體物理學(xué)還了解得很少?！?/p>
大多數(shù)已知的巨型射電星系是用歐洲的望遠(yuǎn)鏡在北半球發(fā)現(xiàn)的，而對南半球天空這類巨型天體的探索相對較少。
不過，Inkathazo可不是個例。它是在一片大小約為五個滿月、天文學(xué)家叫它“COSMOS”的小天區(qū)里發(fā)現(xiàn)的第三個巨型射電星系。
當(dāng)一個名為“MIGHTEE”合作項目的國際天文學(xué)家團(tuán)隊使用MeerKAT望遠(yuǎn)鏡觀測名為“COSMOS”的宇宙演化巡天項目時，他們立刻發(fā)現(xiàn)了另外兩個巨型射電星系（GRGs），并于2021年發(fā)表了研究結(jié)果。
因卡塔佐（Inkathazo）是最近在使用MeerKAT進(jìn)行的后續(xù)觀測中被發(fā)現(xiàn)的，該望遠(yuǎn)鏡由南非射電天文臺負(fù)責(zé)運營。
“我們通過將MeerKAT指向天空中的一小塊區(qū)域，就發(fā)現(xiàn)了三個巨型射電星系，這表明南半球天空極有可能存在大量尚未被發(fā)現(xiàn)的巨型射電星系。” 開普敦大學(xué)的研究員杰辛塔·德爾海茲博士說道，她是2021年那份研究成果的主要作者。
“MeerKAT功能特別強(qiáng)大，而且地理位置絕佳，因此非常適合發(fā)現(xiàn)這些星系并對其展開進(jìn)一步研究?！?/p>
作為計劃在本十年末投入使用的平方公里陣列（SKA）的先導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡，MeerKAT具備前所未有的靈敏度和分辨率，這讓因卡塔佐這樣的發(fā)現(xiàn)成為可能。
“我們正步入射電天文學(xué)一個激動人心的時代，” 德爾海茲博士說，“雖說南非的 MeerKAT 射電望遠(yuǎn)鏡陣列讓我們?nèi)〉昧饲八从械倪M(jìn)展，但平方公里陣列（SKA）能讓我們進(jìn)一步突破這些界限，有望解開一些圍繞巨型射電星系等神秘天體的謎團(tuán)?！?/p>
由皇家天文學(xué)會提供
熱門跟貼