世界上最强大射电望远镜揭示宇宙中神秘的射电环或ORCs

世界上最强大射电望远镜揭示宇宙中神秘的射电环或ORCs

据cnBeta：天文学最新的神秘物体，一个奇怪的射电环或ORCs，已经被一个国际天文学家团队利用世界上最有能力的射电望远镜拉到了焦点位置。

这个奇怪的射电环或ORCs由澳大利亚国家科学机构CSIRO拥有和运营的ASKAP射电望远镜首次发现，奇怪的射电圆圈迅速成为令人着迷的对象。关于造成它们的理论，从银河系的冲击波到虫洞的咽喉不一而足。

南非射电天文台的MeerKAT射电望远镜拍摄的一张新的详细图像，于2022年3月21日发表在《皇家天文学会月刊》上，为研究人员提供了更多的信息，帮助缩小这些理论的范围。现在有三种主要理论来解释ORC的原因。

它们可能是其宿主星系中心巨大爆炸的残余，就像两个超大质量黑洞的合并。它们可能是星系中心喷出的强大高能粒子喷流或它们可能是星系中恒星产生的星爆”终止冲击”的结果。到目前为止，ORCs只被用射电望远镜探测到，当研究人员用光学、红外或X射线望远镜寻找它们时，没有任何迹象。

这些环是巨大的，大约100万光年宽，比我们自己的星系大16倍。尽管如此，奇怪的射电环却很难看到。研究人员表示，只有五个古怪的射电环在太空中被发现，ORCs是围绕着中心有一个高度活跃的黑洞的星系微弱无线电发射环，但我们还不知道是什么原因导致它们，或者为什么它们如此罕见。

为了真正了解奇异的射电圈，科学家们将需要获得更加敏感的射电望远镜，比如SKA天文台的望远镜，该天文台得到了英国、澳大利亚、南非、法国、加拿大、中国和印度等十多个国家的支持。毫无疑问，SKA望远镜一旦建成，将发现更多的ORC，并能够告诉我们更多关于星系生命周期方面的信息。

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据cnBeta：天文学家可能正在更靠接解决一个被称为奇怪射电圈(ORCs)的宇宙之谜。据悉，MeerKAT射电望远镜捕捉到的新图像是迄今为止拍摄到的最清晰、最详细的ORC图像，其将有助于缩小产生它们的候选人名单。

就像许多天文学异常现象一样，这个名字告诉了我们关于怪异射电圈的一切–它们是圆形的射电辐射，无法用已知的天体或现象来解释。另外，它们还是一个相当新的谜团，第一个也是到2019年9月才被发现的，到目前为止总共只有五个被证实。

这些幽灵般的星环研究起来相当棘手，因为它们非常微弱、非常罕见且在光学、红外线或X射线波长中都不显示出来。早期，天文学家甚至不能确定它们是巨大的、遥远的还是较小的并在我们的银河系内。

最近的观测则帮助确定了它们的大小和距离，据悉，ORCs约有100万光年宽，这使得它们大概是银河系的16倍。耐人寻味的是，它们似乎以核心有活跃的超大质量黑洞的星系为中心，而这可以为它们的起源提供线索。

在这项新研究中，天文学家更为仔细地观察了所发现的第一个ORC，他们使用南非的MeerKAT射电望远镜捕捉了比以往更详细的图像。最终得到的结果是一个包含多个内部圆圈的复杂结构，另外它还使研究小组得以制作出辐射的偏振和光谱指数图。

有了所有这些新的数据，研究人员能够提出围绕究竟是什么会产生奇怪射电圈的三个主要的假设。它们可能是位于其中心的星系的巨大爆炸的遗迹，也许是由两个超大质量黑洞合并造成的。或者它们可能是由星系中心抛出的高能粒子的圆形喷流。或者它们可能是银河系中恒星产生的冲击波。

跟任何谜团一样，收集更多的数据是解决ORCs是什么的关键。像MeerKAT和ASKAP这样的射电望远镜将继续观察已发现的ORCs并寻找更多。等到整个平方公里阵列(SKA)射电望远镜在2027年左右上线时，有关它的研究将真正启动。

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据cnBeta：什么东西比银河系宽约15倍，看起来像一个烟圈且藏在深空？说实话，天文学家们现在也还不太确定。但通过南非射电望远镜获得的新图像，他们越来越接近于了解宇宙中一个罕见的、不寻常的特征。

首先来了解一个小小的背景故事。2019年，天文学家Anna Kapinska正在翻阅CSIRO的澳大利亚平方千米阵探路者的数据以寻找射电望远镜可能偶然发现的不寻常提艾难题。她开始整理一份“WTF？”的清单，在她的宇宙奇观清单中包含了一个全新的、不寻常的天体：一个距离地球约10亿光年的微弱、幽灵般的圆形。几天后，另一位天文学家Emil Lenc查看了同样的数据并发现了第二个这样的圆圈。研究人员将这些天体称为“奇怪射电圈（ORCs）”。

Lenc向澳大利亚首席科学机构CSIRO和西悉尼大学的天体物理学家Ray Norris展示了他的发现。他在他的电脑屏幕上调出了ORC的图像，它看起来有点像超新星的残余物，即一颗恒星爆炸后留下的结构，然而数据并不符合。

“我们很快就意识到这确实是一个相当不同的东西，”Norris说道，“这是非常新的东西。”

让事情变得有趣的是，它们只在射电望远镜中可见。这些圆圈不会出现在X射线望远镜或红外线波长中。

从那时起，研究人员截止到目前已经找到并描述了五个不同的ORC，它们都来自空间的类似区域。但由Lenc首次发现的ORC1是一篇新论文的主题，它将发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上。

最新的研究使用了由南非射电天文台操作的MeerKAT。该望远镜阵列由64个碟形天线组成，用于监听来自深空的无线电信号，重要的是，它可以比ASKAP能更详细地聚焦在ORC1上。此外，它还允许研究人员确定偏振，这对了解该现象的磁场至关重要。

通过使用MeerKAT，研究小组已经拍摄到ORC的最高分辨率图像。Norris指出：“它们向我们展示了ORC1中的结构，我们以前并不知道它的存在。”在上面的图片中可以看到两次观测之间质量的明显差异。ASKAP和MeerKAT的工作有点像福尔摩斯和华生二人组，它们为解开ORC的宇宙之谜各自贡献自己的力量。

那么这些望远镜是否已经解决了这个问题？新的图像是否揭示了ORC的真实性质？遗憾的是–没有。然而，它们确实有助于加强几个主要候选者的证据。

Norris认为ORCs是在一个极其遥远的星系中的超大质量黑洞合并后产生的冲击波。射电圈是一个不断扩大的气体泡，其在边界处相互作用并激发电子从而产生我们地球上的望远镜所发现的微弱信号。如果这种单一的碰撞引发了ORC，那么我们就会期望在其中心看到超大质量黑洞。

为了更好地了解自己的理论，Norris表示将提议使用智利的极大型望远镜以用光学波长而非无线电来观察ORC1。

据悉，另一个提出的理论是，ORCs是由“星爆终止冲击”产生。一段时间以前，ORC1中的中心星系经历了一段巨大的恒星形成和爆炸活动。“随着所有这些恒星的爆炸，你在星系中得到了一个巨大的气体过压，并且它爆炸了，”Norris说道。他指出，这可能会导致类似于ASKAP和MeerKAT观察到的无线电圈。

但到目前为止，这两种情况都不能完美地解释一个ORC–所以它们可能完全是别的东西。而且故事中还有一个潜在的问题。在迄今为止发现的五个ORC中，ORC2和ORC3似乎有点不同。它们靠得很近且很可能有关系。Norris和其他人正在研究这对ORC以此来区别于一对单一的ORC。

Norris表示，由于ORCs非常罕见且非常微弱，所以有很多关于它们可能是什么的理论化和猜测。“你要做的是努力获得证据，从而将这些猜测变成合理的论据。”

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