黑暗深处，电波图像中星系的另一种模样-中国图象图形学报

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黑暗深处，电波图像中星系的另一种模样

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由欧洲南方天文台的Mari-LouGendron-Marsolais领导的天文学家使用超大型阵列望远镜窥视了在低频射电波长中英仙座星系团。

宇宙像是会表演魔术一样，当你观察不同波长的电磁波时，可以窥探到各种人眼无法看到的物体、事件和相互作用。

欧洲南方天文台的玛丽·卢·根德龙·马索莱领导的天文学家们使用新墨西哥州的超大阵列望远镜观察到了一个巨大的星系团。在那里，从低频无线电波中，他们看到了肉眼不可见的复杂光晕，这可能是强烈的星系银河相互作用的结果。

图1：根德龙·马索莱等人的观测图像（图源：NRAO）

一个星系发出的电磁波比其发出的可见光要多得多。所有星系包括我们的银河系，都有大规模的射电结构、巨大的气泡和射电喷流，并延伸到星系平面的两侧。在多数情况下，这些射电瓣和喷流是有明确定义的并且或多或少是对称的。

而在位于距银河系约2.4亿光年的英仙座星系团中，出现了不同的画面。

英仙座星系团是一直宇宙中质量最大的天体之一，它包含了数以千计的星系，并包裹在巨大的热气体星云中。新的VLA（甚大阵）图像揭示了大规模电波中以前看不到的细节，这张图像是第一张显示2.3~4.7亿赫兹低频范围内的高分辨率图像。

图2. 英仙座星系团热星云（图源：NASA）

图注：英仙座星系团三个不同尺度图像（图源：论文）

NGC 1275星系，同时也被称为英仙座A星系，它位于星团的中心，是其中最亮的星系。在其内瓣中能观测到新的子结构——无线电发射的丝线结构和南侧瓣中的环状结构。观测结果还证实了星系外瓣中存在射电支（radio spur），这一结构于2002年被首次观测到。

图3：NGC1275（图源：wiki）

同时，NGC 1265星系有两个长喷流——它们以90度角弯曲着，形成一条像彗星一样弯曲的尾巴。这种结构非常有名，但又令人费解；这种长尾结构通常的解释是，它是由撞击压力引起的在团簇介质内部形成的一种运动示踪效果。而对于长尾的亮度的差异，该团队的解释是，这种形状证明了两个独立电子群的存在。

科学家们还在长尾中发现了新的丝状无线电结构，尽管现研究阶段很难解释是什么创造了它们，可能是湍流，也可能是磁场，详细的分析需要有更高分辨率的图像作为支持。

图：无线电图总视野（图源：论文High-resolution VLA low radio frequency observations of the Perseus cluster: radio lobes, mini-halo and bent-jet radio galaxies, M. Gendron-Marsolais1）

IC 310星系同样是个“有尾星系”，但它的尾巴是直的，这更加偏向于正常情况，且与落入星系团的射电星系情况一致。但最近的新研究表明，这个星系是一个耀变体，它有一股物质喷流从星系核向观察者（即身在地球上的我们）方向射出。

图注：VLA观测到的IC 310的两种不同构造（图源：论文）

通过视角的变化，该团队得以观察到来自银河系中心的γ辐射，和尾部喷流中的新结构——在长尾的底部有两个不同的、狭窄的平行喷流。研究显示，观测结果与耀变体一致，这意味着弯喷流射电星系和耀变体并不会相互排斥。

星系团是个充满了我们毫无所知的相互作用和物体的奇怪的地方。这些新的观测是我们研究路上的导向标（breadcrumbs trail）——这让我们明确地知道该把最先进的望远镜投向宇宙深处的什么地方。

“这些图像，”根德龙·马索莱说，“嫌我们展示了从前看不到的结构和细节，这能让我们确定这些物质的性质。”

射电星系-radio galaxy：射电光度远大于正常星系的活动星系。其光学对应体多为椭圆星系。

电喷流-radio jet：在电离层水平方向流动的电流。

射电瓣：射电的功率辐射分布图形

耀变体-blazar：蝎虎天体和光剧变类星体的统称。

BY: MICHELLE STARR

FY: Aphelion

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文章来源：《中国图象图形学报》网址: http://www.zgtxtxxbzz.cn/zonghexinwen/2022/0118/804.html