天文学家在银河系中心附近发现新的“奇怪的射电圈”

MeerKAT望远镜拍摄的奇数射电圆ORC J2103-6200的图像叠加在暗能量巡天的光学图像上。（图片来源：Jayanne English（曼尼托巴大学））

（蜘蛛网eeook.com）据美国太空网（Keith Cooper）：根据南非MeerKAT射电望远镜的天文学家的发现，一种巨大的恒星可能会产生一个神秘的射电光环，其外层被强大的辐射风吹走。

2019年，天文学家使用澳大利亚平方公里阵列探路者望远镜（ASKAP）进行了一项调查，发现了几个奇怪的无线电波环，在任何其他波长的光下都无法检测到，也没有明显的来源。天文学家称之为“奇怪的无线电圈”，简称ORC。

目前只知道少数几个，但现在发现了一种新的ORC，它打破了所有的规则。

ASKAP是平方公里阵列（SKA）的技术先驱，SKA将是一个巨大的无线电天线阵列，分布在澳大利亚和南非之间。因此，南非也有自己的SKA前身天文台，即位于该国MeerKAT国家公园的MeerKAT，最初是卡鲁射电望远镜，这是很合适的。

2022年11月，意大利卡塔尼亚天文台的Cristobal Bordiu带领的天文学家在MeerKAT的观测中发现了一些不同寻常的东西。这是一个ORC，但它不是它应该在的地方。

在此发现之前，所有先前的ORC都是在高银河纬度地区发现的。换句话说，它们位于我们银河系平面之上，这意味着它们要么在银河系内离我们很近，要么是银河系外的。事实上，有几个ORC在环的中间包含一个星系，这些ORC被认为是由该星系的爆发产生的，可能是由恒星爆发事件导致大量超新星，或者是两个超大质量黑洞合并导致能量脉冲。

然而，这个新的ORC仅比我们银河系的平面高出6度，在天空中呈现出银河系中的撞击声。此外，从我们的角度来看，它似乎离银河系中心很近。然而，这可能只是一个巧合——它可能比我们银河系的中心更近，也可能更远，后者距离我们26000光年。

ORC，编目为J1802-3353，被其发现者昵称为Kýklos，在希腊语中意为圆圈。Kýklos在天空中跨越80弧秒——1弧秒是1/3600度。环本身仅在无线电波长处可见，在那里它是微弱的、斑驳的、薄的（只有6弧秒厚），几乎是一个完美的圆。它的无线电频谱出奇地平坦，这意味着它不像以前的ORC那样有任何明显的谱线。

Bordiu的团队意识到这种ORC可能是新的，但在他们确定之前，他们必须排除其他可能性。

Kýklos（J1802-3353）在UHF（左）和L波段（右）的MeerKAT连续图像，参考频率为815和1283 MHz。（图片来源：Bordiu等人，2024）

欧洲航天局的盖亚任务已经编目了三个星系，它们都恰好位于天空中的Kýklos内。一个星系距离环的中心只有3角秒，但如果Kýklos是由这个星系产生的，那么解释为什么它与其他与星系相连的ORC相比具有如此平坦的光谱将是一个挑战。

如果Kýklos不是河外星系，那么它一定在我们的银河系中，这表明它有恒星起源。超新星残骸通常是由爆炸恒星与星际介质中的气体和尘埃碰撞产生的爆炸波产生的圆形星云结构。

然而，超新星遗迹通常也会产生X射线，并且没有检测到来自Kýklos的X射线。虽然从我们的角度来看，在环内探测到了几颗脉冲星，它们是由一些超新星产生的旋转中子星，但我们没有关于它们的距离信息来说明它们是否与环相连，或者它们的位置是否只是视线重合。

也许Kýklos是一个行星状星云，它是一颗垂死的类日恒星的外壳。行星状星云在消散之前通常会增长到大约3光年宽；如果Kýklos是一个行星状星云，它一定是一个异常大的星云，或者离我们相当近，才能在天空中出现80弧秒宽的星云。（相比之下，最著名的行星状星云可能是天琴座的环形星云，其宽度为230弧秒，距离为2200光年。）然而，行星状星云会产生光发射，特别是氢阿尔法光，但尚未检测到这种光。

相反，也许这个环是由一颗巨大的、不稳定的恒星产生的，特别是沃尔夫-拉叶星。由于沃尔夫-拉叶星的质量如此之大，它能够产生强大的辐射风，将其外层吹向太空深处，从而减少其质量并使其更加稳定。沃尔夫-拉叶星通常通过它们吹出的星云或它们的成分来识别——随着氢包层的漂移，它们深层中的氦和氧等较重元素被暴露出来。

尽管在Kýklos内没有明显的Wolf-Rayet星云，但这不是问题，因为Wolf-Rayed恒星的快速辐射风会迅速摧毁它附近的尘埃云。更远的较冷尘埃会存活下来，并以24微米的波长辐射，但Bordiu的团队指出，在这个波长上没有可用的数据来说明是否存在这种较冷的尘埃。然而，还有其他证据支持沃尔夫-拉叶星情景，这是这种恒星脱落质量的典型平坦光谱。

Bordiu的团队在他们的研究论文中写道：“根据目前可用的有限数据，Kýklos的形态和光谱特征似乎与Wolf-Rayet壳的形态和频谱特征更为一致。”。

确实，在Kýklos内部尚未发现一颗Wolf-Rayet恒星。有一颗明亮的恒星HD 164455，但它不是沃尔夫-拉叶星。盖亚已经确定了另外三颗候选恒星，其中包括一颗距离我们24500光年的蓝色恒星。如果这是Kýklos的来源，那么在这个距离上，这个环的直径大约是10光年。然而，没有关于这颗恒星的光谱数据来确定它是否是沃尔夫-拉叶星。

因此，下一步将是跟进詹姆斯·韦伯太空望远镜，并获得这些数据，以潜在地解决基克洛斯之谜。

这些发现已被接受发表在《天文学与天体物理学》杂志上，arXiv上有预印本。