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奇特的射電星系,放射線能夠穿越星際物質,具有多種不一樣的結構

2024-08-07科學

宇宙中存在各種星系,星系形狀各異,內部結構不同,可分為旋渦星系、橢圓星系和不規則星系等多種型別。

旋渦星系因旋臂優美得名,橢圓星系圓潤,不規則星系無固定形態,大小、形狀各異,較為自由。

在探索宇宙時,科學家們發現了一些巨型星系,它們擁有數億顆恒星,放射線範圍可達數百萬甚至數千萬光年那麽大。

在這麽大的範圍內,雖然恒星的密度很小,但數量多得讓人驚訝,我們把它們稱為射電星系。

射電星系是指被探測到有射電放射線的星系。但通常天體都有射電放射線,所以科學家對其有更明確的定義。

透過射電連續圖譜觀測,能釋放出強烈射電放射線的星系才叫射電星系,其放射線通常是普通星球的 102 到 106 倍。

這些星系的光學對應體多數是橢圓星系,射電連續譜通常是冪律譜形狀,還具有偏振特點。射電放射線的非熱特征說明,它是由相對論性電子在磁場中產生的同步加速放射線。

射電放射線是探秘宇宙的關鍵,它讓我們可以用獨特方式看恒星、星系核等天體。而且,它的特性還能穿透塵埃和星際物質,讓我們看到那些被遮擋的宇宙角落。

這種放射線不僅能揭示宇宙大尺度結構、暗物質、宇宙線和重力波等資訊,還能為理解宇宙結構和演化歷程以及各種天體物理現象提供重要依據。

射電星系的射電放射線頻率範圍很廣,從 10 的 9 次方赫茲到 10 的 11 次方赫茲都有。與可見光放射線不同,射電放射線不會被星際塵埃擋住,可以穿透濃厚的塵埃雲,讓我們能了解星系內部的情況。

快速無線電爆發是一種宇宙現象,它以短暫且強烈的射電波爆發形式出現,一般只持續幾毫秒,放射線很強。

然而,這些爆發的起源和原理仍未可知,與任何射電放射線的產生機制都不一樣。但它們的意義在於,或許能為我們探索宇宙提供新途徑,例如星系間物質分布和宇宙磁性環境。

科學家們之前認為快速無線電爆發可能與恒星塌縮、中子星碰撞或磁星等極端天體環境有關,但這次研究發現了一個特定的快速無線電爆發現象。

這個快速無線電爆發每隔四天就會活躍一次,在這期間,它幾乎每小時都會向太空發送無線電波。

之後,它會進入 12 天的安靜狀態,一點動靜都沒有。這種周期性的模式跟之前看到的快速無線電爆發行為完全不同,跟天體坍塌產生的猜測也不符合。

科學家接下來又研究了射電放射線的形成機制,發現其成因多樣,如活躍星系核(AGN)與超大品質黑洞的交互作用、恒星形成區的運動,以及其他可能的射電源。

AGN 的核心區域被認為是射電放射線的主要來源之一,因為那裏有超大品質黑洞。

在活躍星系核(AGN)中,射電放射線也起著關鍵作用。AGN 是星系中心最亮的區域,通常是由於超大品質黑洞的重力潮汐力使星際物質高度積累而形成的。射電放射線揭示了 AGN 的內部構造,並研究了黑洞的能量釋放機制。

這個發現讓天文學家覺得,射電星系沒準兒真是天體演化的別樣結果,是一種「死翹翹」的天體。

觀察了 M87 射電星系後,更確定了活動機制,但沒看到天體的清晰影像和證據。

不過按照品質來推斷,說不定跟活動星系核的情況一樣,也就是說這個大家夥很可能是個黑洞,因為它有 90 億個太陽那麽重,只有黑洞的品質才在這個範圍內。

宇宙放射線對我們的銀河系很重要,它的分類和特點讓我們了解銀河系內部的很多情況,比如恒星表面的物質迴圈和磁場結構。

那研究射電星系啊,發現它們的放射線也有規律,而且主要有四種結構。透過圖譜觀察,有一種是致密型,這種結構在射電星系中比較少見,只有 15%的比例。

其具體表現為,射電源具有小的精細結構,只能借助甚長基線幹涉儀來觀測,比如 3C84 射電星系。

第二個是核暈結構,看著更明顯,主體像恒星,外面還有光暈,整體往兩個反方向延伸,這結構中心還能看到由致密子源組成的復合結構。

它的特點就是設點放射線範圍廣、速度快,一般從哪種丟擲,形成藍色圖譜,還有延展的雙瓣結構、復雜源、頭尾結構。

60 年代,天文學家用綜合孔徑射電望遠鏡對那些已知的射電星系做了超多觀測。

結果表明,暗弱射電源比預期的要多得多,這意味著射電星系在空間上並不是均勻分布的。

據推測,在宇宙學時間尺度上,射電星系可能會從強源演變成弱源。

西北大學的研究團隊在 X 型射電星系形成機制方面有重大發現。他們的新模型讓我們對這類星系的形成機制有了更清晰的認識,也揭示了超大品質黑洞影響星系和宇宙空間的潛在機理。

另外,行星磁場的射電訊號也是研究重點。行星磁場所產生的射電訊號,為我們揭示了行星內部活動的關鍵資訊,使我們對行星磁場和射電訊號的關系有了更深入的認識。