天文学家拍摄了有史以来最灵敏的球状星团射电图像

47 杜鹃座是夜空中第二亮的球状星团。
A team of astronomers identified a new radio source (white square) in the center of globular cluster 47 Tucanae (red circle).
天文学家团队在球状星团 47 杜鹃座(红圈)的中心发现了一个新的射电源(白方框)。Paduano 等人。

一个国际天文学家团队已经创作了迄今为止最灵敏的 球状星团 的射电图像。该团队对 47 杜鹃座 进行了成像,这是一个古老的、紧密堆积的恒星球,是夜空中第二亮的球状星团。该团队还记录了一个此前未探测到的、从 47 杜鹃座中心发出的射电信号。该研究于 1 月 16 日发表在《天体物理学杂志》上

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球状星团是 早期宇宙 的古老遗迹。在大爆炸之后不久的这个时期,宇宙是一个 “粒子的热汤”,即质子、中子和电子。当宇宙开始冷却时,质子和中子开始结合成电离的氢原子。球状星团使今天的   天文学家能够更多地了解宇宙的这个基础时期。它们非常密集,有数千到数百万颗恒星挤在一个球形中。47 杜鹃座肉眼可见,并于 1751 年首次编目

像光一样,来自具有变化的磁场的行星、恒星和球状星团的无线电波在太空中传播。然后,射电望远镜可以拦截这些信号。天文学家可以将波转换为图像,并创建 射电图像。利用射电望远镜收集的数据,科学家们可以了解这些天体的结构、组成甚至运动。根据 NASA 的说法,射电望远镜必须比收集和放大数据的光学望远镜更大。 

“我们的图像是关于 47 杜鹃座的,它是银河系中最庞大的球状星团之一。它拥有超过一百万颗恒星和一个非常明亮、非常致密的核,”该研究的合著者、天文学家 Arash Bahramian 在一份声明中 说道。Bahramian 受雇于澳大利亚射电天文学研究中心和科廷大学。

这张新的超灵敏图像是由 CSIRO 的澳大利亚射电望远镜阵列的 450 多个小时的观测数据生成的。该望远镜位于 Gomeroi 乡村,这是澳大利亚最大的原住民国家之一。据该团队称,这是澳大利亚任何射电望远镜迄今为止 compiled 的最深入、最灵敏的射电图像。

虽然 47 杜鹃座肉眼可见,但详细的成像让该团队能够发现一个非常微弱且此前未被发现的 射电信号,该信号来自星团的中心。根据该研究的合著者、天文学家 Alessandro Paduano 的说法,这一发现是一个令人兴奋的发现,可能归因于两种可能性之一。 

The dense ball of stars that makes up the globular cluster 47 Tucanae.
构成球状星团 47 杜鹃座的致密恒星球。资料来源:NASA、ESA 和哈勃遗产(STScI/AURA)-ESA/哈勃合作.

“第一个可能性是 47 杜鹃座可能包含一个质量介于星系中心发现的超大质量黑洞与由塌缩恒星产生的恒星级黑洞之间的中间质量黑洞,”Paduano 在一份声明中 说道。虽然人们认为中间质量黑洞存在于球状星团中,但尚未有明确的探测到。“Paduano 也受雇于澳大利亚射电天文学研究中心和科廷大学。

如果第二个信号是黑洞,那么这一发现可能标志着首次在这样的星团内部进行射电探测。

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第二个可能的信号源是 脉冲星,这是一种发射无线电波的旋转中子星。

Paduano 说:“如此靠近星团中心的脉冲星也是一个在科学上很有趣的发现,因为它可用于搜索一个尚未被探测到的中心黑洞。”

据该团队称,这张超灵敏的图像是目前正在澳大利亚和南非建造的 SKA 射电望远镜 的未来能力的体现。一旦全面建成,它们将成为世界上最大的两个射电望远镜阵列,并有助于解决一些关于宇宙的最基本问题。

Bahramian 说:“通过结合数百小时的观测,我们得以利用当前一代的射电望远镜实现了接近 SKA 质量的科学成果,揭示了最微弱的细节。“它让我们得以一窥下一代射电望远镜投入使用时将实现的激动人心的能力。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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