射電望遠(yuǎn)鏡揭示了天空中一大堆微弱的圓形天體

射電天文學(xué)家能看到肉眼看不到的東西。當(dāng)我們用記錄無線電信號而不是光的望遠(yuǎn)鏡研究天空時，我們最終會看到很多圓圈。

最新一代射電望遠(yuǎn)鏡 – 包括澳大利亞平方公里陣列探路者（ASKAP） 和貓 鼬，南非的一臺望遠(yuǎn)鏡——正在揭示前所未有的極其暗淡的宇宙天體。

在天文學(xué)中，表面亮度是告訴我們物體可見程度的指標(biāo)。MeerKAT 和 ASKAP 的非凡靈敏度現(xiàn)在正在向射電天文學(xué)家揭示一個新的“低表面亮度宇宙”。

它由從未見過的微弱的無線電源組成，每個無線電源都有自己獨(dú)特的物理特性。

這里介紹的許多 ASKAP 結(jié)果都是通過其一個名為 EMU （宇宙演化圖).

EMU 正在以前所未有的靈敏度繪制整個南半球天空，并將提供迄今為止最詳細(xì)的南半球天空地圖——一個壯觀的新射電圖集，將在未來幾十年內(nèi)使用。

EMU 的全半球覆蓋范圍與 ASKAP 非凡的靈敏度相結(jié)合，尤其是在銀河系內(nèi)，是最近產(chǎn)生如此多發(fā)現(xiàn)的原因。

以下是他們教給我們的。

不穩(wěn)定的恒星

幽靈般的戒指Kyklos（來自希臘語 κ?κλο?，圓圈或環(huán)）和天體 WR16 都顯示了被稱為沃爾夫-拉葉星的稀有和不尋常的天體的環(huán)境。

當(dāng)大恒星接近燃料耗盡時，它們會變得不穩(wěn)定，因為它們進(jìn)入恒星生命周期的最后階段之一，成為沃爾夫-拉葉星。它們開始涌動和搏動，脫落外層，從而在恒星周圍形成明亮的云霧狀結(jié)構(gòu)。

在這些天體中，先前的物質(zhì)流出已經(jīng)清理了恒星周圍的空間，使電流爆發(fā)向各個方向?qū)ΨQ擴(kuò)展。這個由恒星碎屑組成的球體表現(xiàn)為一個圓圈。

爆炸的星星

黃貂魚 1 號、培潤,安科拉和獨(dú)輪車是超新星殘余物。當(dāng)一顆大恒星最終耗盡燃料時，它再也無法阻止引力的擠壓。物質(zhì)向內(nèi)墜落導(dǎo)致最后一次爆炸，這些劇烈恒星死亡的殘骸被稱為超新星。

它們不斷擴(kuò)大的沖擊波將物質(zhì)卷入一個膨脹的球體中，形成美麗的圓形特征。

隨著時間的推移，超新星殘骸會因環(huán)境而變形。如果爆炸的一側(cè)撞上星際云，我們將看到一個被壓扁的形狀。因此，在混亂的宇宙中，一個近乎完美的圓是一個特別的發(fā)現(xiàn)。

Teleios – 因其近乎完美的圓形而得名于希臘語 Τελε?οσ – 如下所示。這個獨(dú)特的天體從未在任何波長下出現(xiàn)過，包括可見光，這表明 ASKAP 發(fā)現(xiàn)新天體的能力令人難以置信。

形狀表明 Teleios 相對未受環(huán)境影響。這為我們提供了一個機(jī)會，可以對最初的超新星爆炸進(jìn)行推斷，為宇宙中能量最高的事件之一提供難得的見解。

在另一個極端，我們可以拿起一個物體并發(fā)現(xiàn)它的一些全新的東西。Diprotodon 超新星殘骸如下所示。

這個殘骸是天空中最大的天體之一，看起來大約是月亮.因此得名：動物 Diprotodon，澳大利亞最著名的大型動物之一，一種生活在大約 25,000 年前的巨型袋熊。

ASKAP 的靈敏度已經(jīng)揭示了該物體的全部范圍。這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了進(jìn)一步的分析，揭示了這個天體背后的更多歷史和物理學(xué)。凌亂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看作是膨脹的外殼的不同部分猛烈撞擊到繁忙的星際環(huán)境中。

宇宙鏡

拉戈蒂斯是另一個可以顯示新望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)如何對以前發(fā)現(xiàn)的天體進(jìn)行重新分類的天體。

反射星云 VdB-80 以前曾在我們的銀河系平面內(nèi)看到過。我們看到的光是由附近的恒星發(fā)出的，然后被附近的氣體和塵埃云反射回來。

但是，借助新獲得的 ASKAP EMU 數(shù)據(jù)，我們能夠發(fā)現(xiàn)相關(guān)的電離氫云（稱為 HII 區(qū)域，發(fā)音為“aitch two”），恒星能量導(dǎo)致氣態(tài)物質(zhì)失去電子。

這個 HII 區(qū)域與反射星云共存，共享相同的恒星中心，并且是由恒星推入分子云而形成的。這種運(yùn)動類似于挖洞，因此該物體因此獲得了 Lagotis 這個名字馬羅蒂斯，澳大利亞大兔耳袋鼠.

銀河系之外

ASKAP 和 MeerKAT 也在照亮來自我們銀河系系外的天體——例如，“射電環(huán)”星系。當(dāng)我們用可見光觀察這個星系中的恒星時，我們看到的是一個相當(dāng)普通的盤。

但在無線電光下，我們看到了一個環(huán)。為什么中間有個洞？也許許多爆炸的超新星的合力已經(jīng)將所有發(fā)射無線電的云層推出了中心。我們不確定 – 我們正在尋找更多示例來測試我們的想法。

最后，LMC-ORC 是一個奇數(shù)無線電圈 （ORC），一個突出的具有不熟悉來源的新對象類.只有在無線電光下才能看到，它們可能是最神秘的。

下一代

MeerKAT 和 ASKAP 揭示了對低表面亮度宇宙的令人難以置信的見解。

然而，它們是平方公里陣列，這是一項國際合作努力，將提高射電天文學(xué)家的能力，并揭示宇宙的更多獨(dú)特特征。

低表面亮度宇宙呈現(xiàn)出許多謎團(tuán)。這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步推動了我們的理解。目前，使用 ASKAP 的 EMU 調(diào)查僅完成了 25%。

隨著這項調(diào)查的更多內(nèi)容可用，我們將發(fā)現(xiàn)更多獨(dú)特和令人興奮的天體，包括天體物理學(xué)的新天體和以前已知天體的擴(kuò)展。

致謝：西悉尼大學(xué)碩士研究生 Aaron Bradley 和 Zachary Smeaton 為本文做出了寶貴貢獻(xiàn)。

米羅斯拉夫·菲利波維奇教授西悉尼大學(xué);安德魯·霍普金斯， 天文學(xué)教授，麥考瑞大學(xué);盧克·巴恩斯， 物理學(xué)高級講師，西悉尼大學(xué)和尼古拉斯·托蒂爾副教授西悉尼大學(xué)

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