貓鼬望遠(yuǎn)鏡新發(fā)現(xiàn)將巨射電星系探索進(jìn)程向前推進(jìn)

兩個(gè)巨射電星系發(fā)現(xiàn)于貓鼬望遠(yuǎn)鏡（紫金臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡）。在背景中天空和可見光所見一致。紅色覆蓋物是巨射電星系放出的無線電，被貓鼬望遠(yuǎn)鏡觀測到。（圖片來源：哈佛/羅茲/南非射電天文臺(tái)）

兩個(gè)巨射電星系已被南非具有權(quán)威性的貓鼬望遠(yuǎn)鏡所觀測到，該望遠(yuǎn)鏡位于卡魯?shù)貐^(qū)，該國家南部的半干旱地區(qū)。

射電星系之所以得名，是因?yàn)樗鼈冡尫懦鼍薮蟮纳潆姽馐颉皣娏鳌?。這些發(fā)生在帶電原子和與位于星系中央特大質(zhì)量黑洞的強(qiáng)磁場之間。

這些巨星系比宇宙中其他星系都更大，并且它們被認(rèn)為是一些十分罕見的星系。雖然已知數(shù)百萬的射電星系存在，只有將近800個(gè)巨星系已被發(fā)現(xiàn)。這些星系的星族先前因?yàn)樯潆娡h(yuǎn)鏡的局限性與我們躲避開。但是貓鼬望遠(yuǎn)鏡已允許全新的探索，因?yàn)樗梢詸z測出微弱、漫射光，而這些光先前是無法被其他天文望遠(yuǎn)鏡檢測到的。

我們的發(fā)現(xiàn)被發(fā)布于皇家天文學(xué)會(huì)的每月一報(bào)上，這給天文學(xué)家有關(guān)于星系在整個(gè)宇宙歷史中如何發(fā)生改變和形成提供了更深的線索。它同時(shí)是一個(gè)去理解星系將如何繼續(xù)改變和形成的方式-并且甚至解決了如何得到射電星系的年齡的問題。

巨星系在新射電圖中被注意到，該射電圖由一個(gè)對(duì)遠(yuǎn)星系的最前沿調(diào)查組發(fā)明。從事該工作的團(tuán)隊(duì)包括來自世界各國的天文學(xué)家，例如南非、英國、意大利和澳大利亞。

被稱為國際千兆赫級(jí)銀河系外探索(MIGHTEE)的組織調(diào)查，它包含由南非頗有影響力的貓鼬射電望遠(yuǎn)鏡獲取的數(shù)據(jù)。貓鼬望遠(yuǎn)鏡包括64種觸須和天線，且開始收集早至2018年的科學(xué)數(shù)據(jù)。它最終將會(huì)成為平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡中的一個(gè)組成部分。平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡是政府間的射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目，由澳大利亞、南非做主導(dǎo)。

我們目前討論的星系是數(shù)十億光年之外。紫金山天文臺(tái)（MIGHTEE）地圖上巨大的噴流和光錐的發(fā)現(xiàn)允許我們自信地將其識(shí)別為巨射電星系。

他們的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著一條更加清晰理解星系路的革新路正開始出現(xiàn)。龐大數(shù)量的微弱、延長很大的巨射電星系將會(huì)出現(xiàn)成為誘人的事實(shí)。這或許幫助我們理解射電星系變得足夠大和可對(duì)它們所處星系造成巨大破壞的浩劫超大質(zhì)量黑洞。

一些新消息

許多星系中央有超大質(zhì)量黑洞。當(dāng)大量恒星之間的氣體開始出現(xiàn)且向黑洞墜落，黑洞變得“活躍”：大量能量從星系的這個(gè)區(qū)域被釋放。

在一些活躍的星系，帶電微粒和黑洞周圍的強(qiáng)磁場區(qū)域相互作用并且釋放強(qiáng)光線，或者“噴流”，或者射電光線。這些被稱作所謂“射電星系”的射電噴流比星系本身體積大數(shù)倍并且可以向星系際空間延長千里?？紤]它們像一股來自鯨魚噴水孔的水流，一個(gè)延長為尾部的云霧狀羽狀物的細(xì)圓柱。

在四倍圓月橫截面積大小的天空范圍中發(fā)現(xiàn)了那些巨射電星系。在我們近期對(duì)于天空中巨射電星系的密度的了解情況的基礎(chǔ)上，在此區(qū)域該范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)它們中的兩個(gè)的可能性極其之小——只有0.0003%。所以，或許這些巨射電星系實(shí)際比我們先前思考的更加具有普遍性，因?yàn)樗鼈儼l(fā)出光束或前邊提及的光的噴流。

這些并非天文學(xué)家迄今已發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)射電星系。許多成千上百的星系已經(jīng)被識(shí)別出來。但比起體積上具有700千秒差距的星系或是大約22倍大的銀河，只有將近800個(gè)星系可發(fā)出更大的射電噴流。這些巨大的系統(tǒng)被真實(shí)地稱作“巨射電星系”。

我們的新發(fā)現(xiàn)跨度超過了兩兆秒差距：將近650萬光年或者銀河62倍長。雖然它們比其他同樣體積的星系觀察起來更微弱。距離讓它們更難以被觀察到。

線索

我們推測應(yīng)該會(huì)有更多與此相同的星系出現(xiàn)，因?yàn)樵谛窍档囊簧形覀兯伎夹窍档姆绞綉?yīng)該回不斷發(fā)展和改變。且希望這個(gè)發(fā)現(xiàn)可以幫助我們解決一個(gè)問題：巨射電星系壽命多長以及它們是如何變得如此巨大？

現(xiàn)在，望遠(yuǎn)鏡科技讓測試這些問題和其他學(xué)說成為可能性。貓鼬望遠(yuǎn)鏡是世界上同一類型望遠(yuǎn)鏡中最好的一個(gè)，因?yàn)樗鼡碛袑?duì)微弱和擴(kuò)散無線光前所未有的感光度。這個(gè)能力讓它為我們檢測出巨射電星系成為可能性。我們可以看到之前從未觀察和注意到的特征，例如來自中心星系放出的大范圍射電噴流，以及噴流尾部的云狀光錐。

事實(shí)上，只有很少一部分星系是巨大的，并且這些巨星系通常是一種傳說。被普遍認(rèn)同的是，這些巨星系是最老的射電星系，它們已經(jīng)出現(xiàn)了足夠久（數(shù)千萬年）以至于它們的射電噴流能夠向外擴(kuò)散至這樣巨大的范圍。如果這是真相，那么更多的巨射電星系應(yīng)該會(huì)比已知的更多。并且因?yàn)樯潆妵娏骺梢杂绊懰鼈兊闹餍窍档暮阈切纬?，所以這是一件很重要的事情。關(guān)鍵在于它們也會(huì)通過放出所有氣體“殺死”它們的星系并且保護(hù)新恒星的形成。

紫金山天文臺(tái)觀測持續(xù)進(jìn)行中，并且我們希望隨著巨星系的發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)更多。我們也期待通過平方公里陣列天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)更多巨星系：橫貫大陸建設(shè)的望遠(yuǎn)鏡起于南非和澳大利亞，計(jì)劃從2021年開始，于2027年竣工?？茖W(xué)試運(yùn)營觀測將會(huì)最早在2023年開始。

平方公里陣列同時(shí)被期待去發(fā)現(xiàn)更大數(shù)量的射電星系，它革新了我們對(duì)星系進(jìn)化的理解。

BY:Jacinta Delhaize

FY:哈吾兒

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