宇宙中的隐形“巨人”(视频)


宇宙中,电波星系会发出极为强大的能量束,覆盖范围是星系自身的几百万倍,其壮观的天文景像一直是天文学的谜团。

大部份星系的观测图像是可见光的影像,也就是肉眼能看见的光线所显示的形象,是如此震撼和奇妙的。

但是,南非西开普大学博士后伊莫根.怀特姆(Imogen Whittam)解释,科学家为了扩展天文观测视野,使用电磁波的不同谱段如短波谱段的紫外线或长波谱段的红外线来观看星系的情况,可以看到我们肉眼无法看到的更为震撼的天文景象。

在无线电观测谱段,天文学家发现有些星系中心发出一对极其巨大的喷射束,即高能量粒子束,其在空间的所延伸距离和覆盖范围远远超过可见光所见的星系影像大小。而且令人惊讶的是,其范围可以是星系自身大小的几百万倍。

这种景象犹如宇宙“巨人”在无线电波的映照下,显出神秘的身影。

怀特姆说:“但是天文学家不知道这些喷射束的根本形成原因。”


椭圆星系NGC1316(中间的白色圆盘)及其成对分布的球状无线电喷射束(橘色,直径分别为60万光年)。(网络图片)


20亿光年远的电波星系3C 348(图中间的高亮光团),图中左右对称分布的紫红色光团为无线电喷射束。(网络图片)


甚大阵列无线电望远镜(VLT)观测的电波星系 3C296影像,无线电喷射束(红色的光团)的总长为一百万光年。(网络图片)

目前为止,天文学界认识到星系中心几乎都有质量为太阳几百万倍甚至更大的超级黑洞,尘埃及其它气体在坠入黑洞的过程中,将释放巨大能量,因此推测那些星系中心会发出无线电波下所见的高能粒子束。这些粒子束几乎以光速向星系之外的方向喷射,可远达几百万公里,直到能量变弱而无法观察。

20亿光年远的椭圆星系3C 348,其质量为银河系的1000倍,其中心有一个质量为银河系中心黑洞1000倍(太阳质量的25亿倍)的超级黑洞。

无线电望远镜下可见3C 348星系是武仙座(Hercules)中最亮的天体。甚大阵列无线电望远镜(VLA)可见它的巨大无线电喷射束达50万光年之广。相比之下,3C 348星系成了“小不点”。

美国航空航天局(NASA)说,这种喷射束是从附近黑洞喷发出的极高能量电浆束、亚原子粒子及磁场组成的物质团。喷射束末端的膨大形状推测是超级黑洞多次爆发能量的结果。

怀特姆解释,虽然这是科学家可以设想的无线电观测条件下所见的喷射束形成过程,但是这不是其产生的原因。

有人认为,两个星系碰撞,将更多尘埃和气体抛入超级黑洞而形成喷射束。但是,这仍然无法解释所有喷射束的原因,因为有一些星系会停止喷射高能粒子束,但是几千年后,又开始喷射,和星系碰撞没有什么联系。

科学家注意到,这些星系无线电喷射束可能造成星系形成星体的速度变慢,但实际观测结果却正相反,这种无线电能量束可以加速新星体的形成。

怀特姆最后表示,也许天文学界的新一代无线电望远镜阵列——南非的平方千米阵(Square Kilometre Array,缩写为SKA)建成后,能够有助于收入了解这些无线电能量束的性质。这也说明宇宙充满无穷无尽的神奇现象。

责任编辑:陈钢

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