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奇特的射电星系,辐射能够穿越星际物质,具有多种不一样的结构

2024-08-07科学

宇宙中存在各种星系,星系形状各异,内部结构不同,可分为旋涡星系、椭圆星系和不规则星系等多种类型。

旋涡星系因旋臂优美得名,椭圆星系圆润,不规则星系无固定形态,大小、形状各异,较为自由。

在探索宇宙时,科学家们发现了一些巨型星系,它们拥有数亿颗恒星,辐射范围可达数百万甚至数千万光年那么大。

在这么大的范围内,虽然恒星的密度很小,但数量多得让人惊讶,我们把它们称为射电星系。

射电星系是指被探测到有射电辐射的星系。但通常天体都有射电辐射,所以科学家对其有更明确的定义。

通过射电连续图谱观测,能释放出强烈射电辐射的星系才叫射电星系,其辐射通常是普通星球的 102 到 106 倍。

这些星系的光学对应体多数是椭圆星系,射电连续谱通常是幂律谱形状,还具有偏振特点。射电辐射的非热特征说明,它是由相对论性电子在磁场中产生的同步加速辐射。

射电辐射是探秘宇宙的关键,它让我们可以用独特方式看恒星、星系核等天体。而且,它的特性还能穿透尘埃和星际物质,让我们看到那些被遮挡的宇宙角落。

这种辐射不仅能揭示宇宙大尺度结构、暗物质、宇宙线和引力波等信息,还能为理解宇宙结构和演化历程以及各种天体物理现象提供重要依据。

射电星系的射电辐射频率范围很广,从 10 的 9 次方赫兹到 10 的 11 次方赫兹都有。与可见光辐射不同,射电辐射不会被星际尘埃挡住,可以穿透浓厚的尘埃云,让我们能了解星系内部的情况。

快速无线电爆发是一种宇宙现象,它以短暂且强烈的射电波爆发形式出现,一般只持续几毫秒,辐射很强。

然而,这些爆发的起源和原理仍未可知,与任何射电辐射的产生机制都不一样。但它们的意义在于,或许能为我们探索宇宙提供新途径,例如星系间物质分布和宇宙磁性环境。

科学家们之前认为快速无线电爆发可能与恒星坍缩、中子星碰撞或磁星等极端天体环境有关,但这次研究发现了一个特定的快速无线电爆发现象。

这个快速无线电爆发每隔四天就会活跃一次,在这期间,它几乎每小时都会向太空发送无线电波。

之后,它会进入 12 天的安静状态,一点动静都没有。这种周期性的模式跟之前看到的快速无线电爆发行为完全不同,跟天体坍塌产生的猜测也不符合。

科学家接下来又研究了射电辐射的形成机制,发现其成因多样,如活跃星系核(AGN)与超大质量黑洞的相互作用、恒星形成区的运动,以及其他可能的射电源。

AGN 的核心区域被认为是射电辐射的主要来源之一,因为那里有超大质量黑洞。

在活跃星系核(AGN)中,射电辐射也起着关键作用。AGN 是星系中心最亮的区域,通常是由于超大质量黑洞的引力潮汐力使星际物质高度积累而形成的。射电辐射揭示了 AGN 的内部构造,并研究了黑洞的能量释放机制。

这个发现让天文学家觉得,射电星系没准儿真是天体演化的别样结果,是一种「死翘翘」的天体。

观察了 M87 射电星系后,更确定了活动机制,但没看到天体的清晰图像和证据。

不过按照质量来推断,说不定跟活动星系核的情况一样,也就是说这个大家伙很可能是个黑洞,因为它有 90 亿个太阳那么重,只有黑洞的质量才在这个范围内。

宇宙辐射对我们的银河系很重要,它的分类和特点让我们了解银河系内部的很多情况,比如恒星表面的物质循环和磁场结构。

那研究射电星系啊,发现它们的辐射也有规律,而且主要有四种结构。通过图谱观察,有一种是致密型,这种结构在射电星系中比较少见,只有 15%的比例。

其具体表现为,射电源具有小的精细结构,只能借助甚长基线干涉仪来观测,比如 3C84 射电星系。

第二个是核晕结构,看着更明显,主体像恒星,外面还有光晕,整体往两个反方向延伸,这结构中心还能看到由致密子源组成的复合结构。

它的特点就是设点辐射范围广、速度快,一般从哪种抛出,形成蓝色图谱,还有延展的双瓣结构、复杂源、头尾结构。

60 年代,天文学家用综合孔径射电望远镜对那些已知的射电星系做了超多观测。

结果表明,暗弱射电源比预期的要多得多,这意味着射电星系在空间上并不是均匀分布的。

据推测,在宇宙学时间尺度上,射电星系可能会从强源演变成弱源。

西北大学的研究团队在 X 型射电星系形成机制方面有重大发现。他们的新模型让我们对这类星系的形成机制有了更清晰的认识,也揭示了超大质量黑洞影响星系和宇宙空间的潜在机理。

另外,行星磁场的射电信号也是研究重点。行星磁场所产生的射电信号,为我们揭示了行星内部活动的关键信息,使我们对行星磁场和射电信号的关系有了更深入的认识。