Ray Norris是西悉尼大学科学学院的教授。本文最初发表在The Conversation上。
2019年9月,我的同事Anna Kapinska在浏览我们新的射电天文数据时,发现了一些有趣的物体,并做了一个演示。她开始注意到一些非常奇怪的形状,这些形状无法轻易归类到任何已知的物体类型。
其中,被Anna标记为WTF?(什么鬼?)的是一张模糊的圆形无线电辐射图像,像一个宇宙烟圈一样悬挂在太空中。我们以前从未见过这样的东西,也不知道它是什么。几天后,我们的同事Emil Lenc又发现了一个,比Anna的那个更诡异。
Anna和Emil当时正在检查我们为宇宙演化测绘(EMU)项目进行的初步观测的新图像,这些观测使用的是CSIRO革命性新澳大利亚平方公里阵列巡天望远镜(ASKAP)。
EMU计划大胆探测前所未有的宇宙区域。它之所以能够做到这一点,是因为ASKAP可以非常快速地普查大片天空,探测深度仅限于以往在极小区域天空才能达到的水平,并且对这些物体这样微弱、弥漫的物体特别敏感。
几年前,我预测这种对未知的探索可能会带来意想不到的发现,我称之为WTF。但我们谁也没想到会这么快就发现如此出乎意料的东西。由于数据量巨大,我本以为这些发现会通过机器学习来完成。但这些发现却是通过老式的肉眼观测完成的。
搜寻ORC
我们的团队用肉眼搜查了其余的数据,又发现了几团神秘的圆形团块。我们将它们命名为ORC,即“奇特的无线电圆圈”(odd radio circles)的首字母缩写。当然,最大的问题是:“它们是什么?”
起初,我们怀疑是成像伪影,可能是由软件错误生成的。但后来我们用其他射电望远镜确认了它们是真实存在的。我们仍然不知道它们有多大或多远。它们可能是我们银河系中的物体,直径可能几光年,也可能在遥远的宇宙中,直径可能数百万光年。
当我们用光学望远镜观测ORC的位置时,什么也看不到。这些无线电辐射的圆环很可能是由电子云引起的,但为什么我们在可见光波段看不到任何东西呢?我们不知道,但找到这样的谜团是每个天文学家的梦想。
我们知道它们不是什么
我们已经排除了ORC可能是什么的几种可能性。
它们会是超新星遗迹吗?就是当银河系中的一颗恒星爆炸后留下的碎片云?不是。它们远离银河系中的大多数恒星,而且数量太多了。
它们会是我们在经历剧烈恒星形成爆发的星系中看到的无线电辐射圆环吗?也不是。我们没有看到任何潜在的星系来承载这些恒星形成。
它们会是我们在射电源星系中看到的巨大的无线电辐射瓣吗?这些是由从超大质量黑洞周围喷射出的电子流引起的?不太可能,因为ORC的圆形非常清晰,不像我们在射电源星系中看到的纠缠不清的云团。
它们会是爱因斯坦环吗?在这种情况下,来自遥远星系的无线电波被星系团的引力场弯曲成一个圆圈?仍然不是。ORC的对称性太强了,而且我们没有在它们的中心看到星系团。
一个真正的谜团
在我们关于ORC的论文中,该论文即将发表在《澳大利亚天文学会出版物》上,我们梳理了所有可能性,并得出结论,这些神秘的团块与我们已知的任何事物都不像。
因此,我们需要探索可能存在但尚未观测到的事物,例如来自遥远星系爆炸的巨大冲击波。这些爆炸可能与快速射电暴有关,或者与产生引力波的中子星和黑洞碰撞有关。
或者,它们可能完全是其他东西。甚至有两位俄罗斯科学家提出ORC可能是时空虫洞的“喉咙”。
根据我们迄今为止找到的少数几个,我们估计天空中大约有1000个ORC。我的同事Bärbel Koribalski指出,世界各地的望远镜正在搜寻更多的ORC,以了解它们的成因。
这是一项艰巨的任务,因为ORC非常微弱,难以发现。我们的团队正在集思广益,考虑所有这些想法以及更多想法,希望能迎来那个“尤里卡时刻”,届时我们中的一个人,或者也许是其他人,会突然闪现出解决这个谜团的灵感。
这对我们来说是一个激动人心的时刻。大多数天文学研究旨在完善我们对宇宙的认识,或检验理论。很少有机会能偶然发现一种前所未见的新型物体,并试图弄清楚它是什么。
它是一种全新的现象,还是我们已知的事物以一种奇怪的方式呈现?如果它真的是全新的,它将如何改变我们对宇宙的理解?敬请关注。