银河系中心的“竖琴琴弦”：近1000条神秘线状物被发现

　　银河系中心发现“竖琴弦”：发现近1000根神秘丝线在其湍流的中心线，在空间中难以理解地摆动。天文学家将其中一些线描述为“竖琴弦”。这种描述的原因可能是它们成群出现，两边间距相等。这是一张神秘的竖琴状结构的近距离照片。图片来源：西北大学（Northwestern）/南部非洲辐射观测站（SARAO）/牛津大学（Oxford）。

　　近1000根神秘的细丝

　　你可能已经在上周看到了我们银河系中心的最新马赛克。经过三年多的测量，这幅马赛克终于在2022年1月26日由南非射电天文台(SARAO)发布，揭示了我们银河系中心前所未有的景象。这张图片最引人入胜的部分是银河系中心一组神秘细丝的成像。

　　

　　根据西北大学提供的这些奇怪细丝的资料，该大学的一位天文学家在80年代发现了其中一些。然而，SARAO发布的最新图像显示，这些细丝的数量是之前预测的十倍以上；其中一些长达150光年；此外，图像中的这些细丝排列有序：有时成簇成对，有时纵横交错，有时弯曲成弧形，有时又像竖琴弦一样分布——它们是什么？

　　

　　我们当然还不知道它们是什么。天文学家从未想过他们会找到这些细丝，我们以前从未见过如此大量和如此详细的细丝。天文学家已经排除超新星是这种奇怪的细丝的来源，这些细丝本质上是磁性的。他们推测，这些磁丝可能与银河系中心那个质量为400万个太阳质量的黑洞有关。此外，这些细丝还可能与西北大学2019年9月发现的巨大射电波气泡有关。具体来说，他们认为这些细丝可能由：

　　…宇宙射线电子以接近光速的速度旋转磁场。

　　但这只是一个有根据的猜测。这些细丝的起源仍然是个谜。

　　最近一项关于细丝的研究现已在线提供，并发表在《天体物理学杂志快报》。

　　

　　这张图片显示了在我们银河系中心发现的近1000根细丝的磁场强度分布。图片来自西北大学/SARAO/牛津。

　　1984年首次发现！

　　西北大学天体物理学家FarhadYousef-Zadeh于1984年发现了第一条细丝。仅仅研究这些细丝很难真正理解它们是什么以及它们是如何形成的。

　　现在，我们终于完整地观察到了它们——全景观察到足够数量的细丝。这是我们理解这些结构的分水岭。

　　

　　这也是我们第一次能够研究这些细丝的统计特征。在对它们进行计数之后，我们可以更多地了解这些不寻常来源的性质。

　　就好像你来自另一个星球，在地球上遇到一个特别高的人，你可能会认为地球人都是高个子。但是如果你统计整个人口，你可以得到真实的平均身高。

　　这就是我们正在做的。我们可以得到它们磁场的强度、长度、方向和辐射光谱。

　　更多神秘细丝图片

　　

　　这张来自SARAO的银河系中心的新射电图像——耗时3年制作——比之前发现的要神秘10倍。这是一个结构的特写镜头，天文学家Yusef-Zadeh和他的团队称其“像瀑布”。通过SARAO的图像，我们看到如此大量的细丝，天文学家将首次对它们进行统计研究。图片来自西北大学/SARAO/牛津大学。

　　一簇磁性纤维的特写，像断了弦的竖琴。图片来自西北大学/SARAO/牛津大学。

　　

　　银河系中心纵横交错的磁性纤维簇的特写图像。这些是什么？图片来自西北大学/SARAO/牛津大学。

　　

　　这是一张特写照片，照片上的线条是弯曲的细丝，天文学家称之为“类似于土星环”。图片来自西北大学/SARAO/牛津大学。

　　

　　新银河系图片

　　南非MeerKAT射电望远镜拍摄的SARAO银河系核心新图，历时200小时完成。研究人员将20个不同的观测结果拼凑在一起，指向距地球25,000光年的银河系中心。由牛津大学天体物理学家伊恩海伍德领导的一个团队创造了新的射电图像。它捕捉的不仅仅是线条。该图像显示了许多现象，包括爆炸的恒星、恒星托儿所和新的超新星遗迹。海伍德说：

　　我在制作过程中花了很多时间看着这张照片，从来没有厌倦过。当我向不熟悉射电天文学的人展示这张图片时，我总是试图向他们强调射电成像并不总是这样，而且考虑到MeerKAT的实际能力，它确实是一个飞跃。多年来，我很荣幸能与SARAO的同事们一起工作，并与他们一起建造这台令人惊叹的望远镜。

　　

　　为了更精确地观察这些细丝，Yusef-Zadeh的团队使用了一种从主图像中移除背景的技术。这样做是为了将细丝与周围结构隔离开来。拍出来的照片让他大吃一惊，并补充道：

　　就像现代艺术一样，画面又美又丰富，神秘感更添趣味。

　　

　　南非的MeerKAT射电望远镜发布了这张新的马赛克图像。这张历时3年拍摄的照片是银河系的核心。总体而言，该图像覆盖了6平方度，即满月的30倍。银河系平面（包含几乎所有恒星的平面部分）水平穿过图像。更详细地说，一些较暗的区域是超新星遗迹，一些是恒星形成区域，还有一些属于神秘的射电灯丝团。横跨银河系中心的垂直宽带（灰色）标志着一个（先前发现的）跨越1400光年的巨大射电气泡的内部。图片来自I.Heywood/SARAO。

　　这是上图的注释图。这张带标签的图片显示了天文学家目前正在探索的1,000条神秘线索。它们是贯穿整个图像的特别大的垂直对角线。图片来自西北大学/SARAO/牛津大学。

　　

　　我们学到了什么

　　在他们最新的论文中，Yusef-Zadeh及其同事专门探索了细丝的磁场，以及宇宙射线在照亮磁场中的作用。他们解释说：

　　这些细丝发出的辐射变化与新发现的超新星遗迹有很大不同。这种现象表明它们有不同的起源。研究人员发现，这些细丝更可能与银河系中心超大质量黑洞过去的活动有关，而不是与超新星爆炸有关。这些细丝也可能与[我们]在2019年发现的巨型无线电发射气泡有关。

　　[我们]已经知道这些细丝被磁化了，[我们]也可以说磁场沿着细丝被放大了，这是所有灯丝共有的一大特点。

　　

　　我们所不知道的

　　在剩下的谜团中，Yusef-Zadeh对细丝的结构尤为困惑。星团中的细丝彼此之间的距离完全相同——大致是地球到太阳的距离。他想道：

　　它们很像太阳环的规律间隔。“我们仍然不知道它们为什么聚集在一起，也不知道它们是如何分开的，更不用说这些有规律的间隔是如何发生的了。对于我们回答的每个问题，都会出现更多问题。”

　　

　　Yusef-Zadeh和他的团队仍然不知道灯丝是否会随着时间移动或改变，或者是什么导致电子以如此惊人的速度加速。他的疑惑之一：

　　如何让电子加速到接近光速？一种想法是，在这些纤维的末端有一些输入源正在加速这些粒子。

　　Yusef-Zadeh和他的团队目前正在对每根灯丝进行识别和分类。每根灯丝的角度、曲线、磁场、光谱和强度将在未来的研究中公布。了解这些特性将为天体物理学提供更多关于细丝难以捉摸的性质的线索。

　　

　　总结：科学家们正在银河系中心、太阳底下……数十亿颗恒星下探索新事物！1000根神秘细丝的本质。

　　BY：DeborahByrd

　　FY：天文义工队

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