宇宙中出现奇怪圆圈,它是何方神圣?这是一种全新发现的天体吗?

“WTF,这是什么鬼?”大概就是不久前一群天文学家在电波观测数据中发现下图物体的反应。

宇宙中出现奇怪圆圈,它是何方神圣?这是一种全新发现的天体吗?

编号ORC1的天体图像

图片中央用蓝绿色表示的圆形天体就是用电波望远镜拍摄的ORC1,背景中的星系则是用可见光望远镜拍摄,并将图像叠合而成此图。

天文学家表示,图中可以观察到ORC1中央有一个橘色的星系,但目前无法确认此星系与ORC1是实际上相关的天体,还是是两个距离相差很远的天体单纯在视觉上叠在一起。

让天文学家摸不着头绪的怪东西

事情是这样的,2019年底,天文学家们在电波望远镜的观测图像中,发现了一个神秘的环形物体,更有趣的是,经过仔细检视比对与讨论后,这群天文学家对于这个奇怪的物体究竟是什么却仍然摸不着头绪,在困惑惊讶之余就将它特别标示起来,还留下了“WTF”的注记。

不仅如此,经过检视更多的观测数据,他们还发现了好几个类似的物体,代表这个身份不明的怪东西并不是绝无仅有的特殊案例!而天文学家也暂时将它们命名为“Odd Radio Circles”或缩写成“ORCs”,也就是“奇怪电波圆圈”的意思。

找到未知神秘天体的兴奋

宇宙中出现奇怪圆圈,它是何方神圣?这是一种全新发现的天体吗?

想象一下,当一群天文学家,或是任何领域的科学家找到了某种未知的新东西,会有什么反应呢?第一个反应大概就是“我好兴奋呀!”而ORCs的发现也不例外。“这真的是任何一个天文学家的梦想:在你的职涯中找到从来没有人发现过的东西。”ORCs发现团队中一位天文学家在受访时说道。

发现了暂时无法解释的新东西,那是不是代表这群天文学家可以像阿基米德一样大喊一声“Eureka”,然后向大家宣布这就是一种全新天体了呢?等等,事情可没这么简单呀!

网络上有“假信息”,电波天文图像可能有“假信号”?

宇宙中出现奇怪圆圈,它是何方神圣?这是一种全新发现的天体吗?

要理清ORCs可能是什么,就像是面对选项超多的选择题,当对于正确答案没有头绪时,至少可以先删除比较不可能的选项,同样的在了解ORCs应该是什么之前,天文学家们也得先从“ORCs应该不是什么”下手。

首先第一个要检视的是,这些在图像中的东西是真的吗?

咦?啊不是都已经在图像中看到了,眼见为凭还可能是“假的”吗?

没有错,其实要得到一张电波望远镜拍出的图像,并不是像我们平时拍照一样按个快门就马上可以看到照片的,电波望远镜在接收信号后所得到的观测数据并不是直接可用的图像数据,因此天文学家拿到一手的数据后,还必须透过电脑进行相当复杂的处理程序,而处理程序中天文学家也必须输入适合的各项参数让电脑进行运算,最后才能得到图像成果。

也由于望远镜接收到的信号需要到电脑进行最后运算,这些过程中只要有什么步骤出了问题,或是在软件上出现的Bug,都可能造成最后得到的图像不正确,也因此可能跑出“假信号”。

为了避免假信号的错误判读,电波天文学家常常会利用“将同一笔数据给不同团队处理”以及“用不同的电波望远镜,观测同样的天体”,交叉比对就可以大大降低误判假信号的可能性。例如家喻户晓的M87黑洞图像,就是分别将观测数据交由三支不同的团队来处理的!

而在这次ORCs的案例中,这支团队也已经使用三个不同的电波望远镜数组进行观测,结果都观测到了ORCs的存在,也因此能初步排除假信号的可能性了。

宇宙中出现奇怪圆圈,它是何方神圣?这是一种全新发现的天体吗?

著名的M87黑洞图像,避免数据处理过程出错造成最终图像不正确,将原始数据交由三个不同的天文学家团队处理

抽丝剥茧调查ORCs的真面目,结果带来的是更多的疑问

排除掉假信号的可能后,下一个可以着手的就是确认ORCs有没有可能是某种已知种类的天体。

ORCs有几项特征,首先,它们的形状是接近圆形或环形的,而且像是某种星云。此外它目前只在电波观测数据中被看见,也就是说像是哈勃望远镜这种以可见光或红外线、紫外线等等波段的望远镜,目前是没有观测到ORCs的。在位置的分布上,ORCs则主要分布在银河盘面外(恒星数量较少)的位置。

而根据这些特征天文学家就可以列出并检视ORCs可能是什么的候选者。例如超新星爆炸后的残骸、恒星诞生速率超高的“星爆星系”中,恒星集团产生的电波辐射,以及因前方大质量天体扭曲后方天体光线路径产生的“爱因斯坦环”(Einsteinrings),都是可能的选项,但这些选项目前也都已经根据ORCs的各项特征被初步排除掉了。

宇宙中出现奇怪圆圈,它是何方神圣?这是一种全新发现的天体吗?

因重力使光线弯曲所形成的“宇宙笑脸”,就是一种爱因斯坦环

还有另外一个令天文学家难以判断ORCs成因的因素,是目前我们还不知道这些ORCs的距离有多远。而无法知道距离就无法知道ORCs实际在宇宙中到底有多大。如果ORCs是银河系内的东西,那它们可能数直径数光年大的天体,但如果ORCs是存在于银河系外其它星系的周边,则ORCs就会是直径数十万光年大的天体,这大小可差了十万倍呀!

总之,目前我们还是不知道ORCs到底是何方神圣,虽然天文学家们已经初步删去了许多可能的选项,但对于ORCs的成因推测也还没有明确方向。而ORCs究竟会是什么?而它们的发现又有没有可能在未来改变一些我们对宇宙的认识呢?就让我们抱着好奇的心继续看下去吧!

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页面更新:2024-03-12

标签:天体   爱因斯坦   发现   天文学家   天文学   星系   圆圈   电波   望远镜   物体   神圣   选项   宇宙   信号   图像

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