時(shí)空傳送門？高維截面？獵犬座出現(xiàn)神秘怪環(huán)，顛覆科學(xué)家認(rèn)知

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有史以來最小最怪的“怪環(huán)”。

J1248+4826的光學(xué)、紅外和射電波合成圖像。綠色為射電輻射，展現(xiàn)了彌散狀的射電外層，以及一個(gè)致密的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。白色虛線圓圈勾勒出的是彌散結(jié)構(gòu)，較小的虛線圈標(biāo)出的是這個(gè)“怪環(huán)”本身。“Gr”橙色箭頭指向的是疑似星系群成員，“Fg”青色箭頭指向的是無關(guān)的前景天體。

2021年天文學(xué)家通過觀測發(fā)現(xiàn)，宇宙中存在一種僅在射電波段上可見的昏暗巨環(huán)。這些巨環(huán)大多出現(xiàn)在宇宙誕生后約80至110億年時(shí)；它們的直徑一般在數(shù)十萬至數(shù)百萬光年之間，且中心通常有一個(gè)年輕的大星系。

這些巨環(huán)被稱為“奇異射電環(huán)（Odd Radio Circles）”，或簡稱“怪環(huán)（ORCs）”。它們的本質(zhì)是個(gè)謎。主流推測認(rèn)為，它們可能與超大質(zhì)量黑洞噴出的磁性等離子體、星暴事件（恒星在短期內(nèi)大批量產(chǎn)生）、星系群的合并，或活動(dòng)星系核在大尺度上驅(qū)動(dòng)的物質(zhì)外流事件有關(guān)。

而最近，一個(gè)由意大利國家天體物理研究所（INAF）科學(xué)家M. Pollettay率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)在數(shù)據(jù)分析過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可能是有史以來最小的“怪環(huán)”。這個(gè)小型“怪環(huán)”的出現(xiàn)突破了科學(xué)家對此類結(jié)構(gòu)的原有認(rèn)知。

這個(gè)編號為J1248+4826的“怪環(huán)”位于獵犬座天區(qū)，其直徑只有大約19.6萬光年，被一個(gè)昏暗的彌散包層包裹在內(nèi)，且與一個(gè)距地球約25億光年的星系群緊緊相鄰。

J1248+4826比此前已知最小的“怪環(huán)”——直徑約30萬光年的J0219-0505還要小——但其周圍彌散包層的規(guī)模仍與其他“怪環(huán)”保持著一致。而且它的許多射電特征和其他“怪環(huán)”是一樣的。最令人困惑的是，它的宿主星系不在環(huán)的中心，而是在環(huán)的邊緣。

研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管這個(gè)“怪環(huán)”如此之小，且宿主星系高度偏離中心，其特征卻比其他“怪環(huán)”更像“怪環(huán)”。研究人員表示，J1248+4826也有可能代表著一類全新的彌散型射電源。

為了揭示“怪環(huán)”的成因，研究人員還探究了多種不同的可能。比如星系中心產(chǎn)生的高能噴流會在星系兩側(cè)形成所謂的“射電瓣”。“射電瓣”通常是成雙成對出現(xiàn)的。如果從特定的角度觀察，這對“射電瓣”可能會呈環(huán)形。但研究人員并未發(fā)現(xiàn)J1248+4826周邊存在可能與第二個(gè)“射電瓣”有關(guān)的跡象。

研究人員還排除了驅(qū)動(dòng)該“怪環(huán)”的能量來自活躍黑洞噴流，以及它是射電星系遺跡的可能性。這是因?yàn)樗乃拗餍窍等狈Τ掷m(xù)的星系核活動(dòng)，再加上彌散射電輻射的形態(tài)和光譜特征，表明J1248+4826不太可能與當(dāng)前活躍或曾經(jīng)活躍過的射電星系有關(guān)。

但是研究人員認(rèn)為，有一種情形可能比較合理——即這個(gè)環(huán)是曾經(jīng)活躍過的星系核噴出的射電等離子體，受到星系群內(nèi)部星系之間的相互作用或合并產(chǎn)生的沖擊波的再次激發(fā)形成的。研究人員認(rèn)為，星系群內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)活動(dòng)，如星系間的相互作用、星系在星系群內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，以及星際湍流等，都有可能在這個(gè)環(huán)的形成過程中扮演重要角色。

研究人員表示，要想更加深入地了解這些“怪環(huán)”的異質(zhì)性本質(zhì)和產(chǎn)生方式，以及它們在星系射電等離子體演化機(jī)制中扮演的角色，只有通過擴(kuò)大樣本數(shù)量，增加研究手段才能完成。

如果J1248+4826最終被確認(rèn)是之前人們發(fā)現(xiàn)的“怪環(huán)”的同類，那將意味著這類結(jié)構(gòu)的尺度可以更小，也意味著小型“怪環(huán)”可能比之前人們以為的更常見。而此前發(fā)現(xiàn)的小型“怪環(huán)”數(shù)量少的原因，可能只是因?yàn)樗鼈冚^難被發(fā)現(xiàn)。但誰知道呢？

參考

A Compact Radio Ring with a Diffuse Envelope in LOFAR: Odd Radio Circle or Distinct Phenomenon?

https://arxiv.org/html/2605.05174v1