天文学家解开奇怪的无线电圈之谜

最新研究表明，奇怪的射电圈(ORC)是 2019 年发现的一类河外天文源，实际上是由流出的银河风形成的壳，可能来自巨大的超新星。

前三个兽人是在使用澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)望远镜进行的宇宙演化地图试点勘测中发现的。

第四个 ORC，名为 ORC4，是在巨型米波射电望远镜拍摄的档案数据中发现的，并且在后来的 ASKAP 和 MeerKAT 数据中发现了更多的 ORC。

这些来源非常巨大——直径达数百千秒差距，其中一千秒差距等于 3,260 光年。

人们提出了多种理论来解释它们的起源，包括行星状星云和黑洞合并，但仅凭无线电数据无法区分这些理论。

加州大学圣地亚哥分校的艾莉森·科尔教授和同事对此很感兴趣，他们认为射电环有可能是他们一直在研究的星暴星系后期发展而来的。

在此之前，人们只能通过无线电发射来观察兽人，没有任何光学数据。

天文学家使用夏威夷莫纳克亚 WM 凯克天文台的整体场摄谱仪来观察 ORC 4，它揭示了大量高亮度、加热、压缩的气体——远远多于在普通星系中看到的气体。

由于问题多于答案，团队开始进行侦探工作。

利用光学和红外成像数据，他们确定 ORC 4 星系内的恒星年龄约为 60 亿年。

“这个星系中曾爆发过恒星形成，但大约在十亿年前就结束了，”科伊尔教授说。

作者还进行了一套数值计算机模拟，以复制大型射电环的大小和特性，包括中央星系中大量受冲击的冷气体。

模拟结果显示，流出的银河风在停止前吹了 2 亿年。

当风停止时，向前移动的激波继续将高温气体推出星系并形成射电环，而反向激波则使较冷的气体落回星系。

模拟进行了超过 7.5 亿年——在 ORC 4 估计的 10 亿年恒星年龄的范围内。

“要完成这项工作，你需要高质量流出率，这意味着它会非常快地喷射出大量物质，”科伊尔教授说。

“星系外的周围气体必须具有低密度，否则激波就会停止。这是两个关键因素。”

“事实证明，我们一直在研究的星系具有如此高的质量流出率。它们很罕见，但确实存在。我确实认为这表明兽人源自某种外流的银河风。”

流出的风不仅可以帮助天文学家了解ORC，而且ORC也可以帮助天文学家了解流出的风。

“ORC 为我们提供了一种通过无线电数据和光谱‘观察’风的方法，”科伊尔教授说。

“这可以帮助我们确定这些极端外流银河风的常见程度以及风的生命周期是什么。”

“它们还可以帮助我们更多地了解星系演化：所有大质量星系都会经历 ORC 阶段吗?”

“当螺旋星系不再形成恒星时，它们会变成椭圆形吗?我认为我们可以了解兽人并向兽人学习很多东西。”

该研究发表在《自然》杂志上。