宇宙中到处都是星系团，它们是聚集在宇宙网交汇之处的巨大结构。一个星系团可以横跨数百万光年，由成千上万个星系组成。
然而，这些星系只占一个星系团总质量的百分之几。大约80%的质量来自暗物质，其余的则是炽热的等离子体“汤”，也就是气体被加热到了10000000℃以上，和弱磁场交织在一起。
近日，一组国际团队在名为艾贝尔3266的高度动态的星系团中，发现了一系列鲜有机会被观测到的射电天体，包括一处射电遗迹、一个射电晕和化石射电辐射。但它们与此类天体的起源及其特征的现有理论并不相符。新的研究已发表在《皇家天文学会月刊》上。
遗迹、光环和化石
星系团让我们能够在实验室里无法重现的环境中研究各种各样的过程，包括磁学和等离子体物理。当星系团相互碰撞时，大量能量被注入热等离子体的粒子中，产生了射电辐射。而这种辐射具有各种不同的形状和规模。
射电遗迹就是其中一个例子。它们是弧形的，位于星系团的外围，由穿越等离子体的冲击波提供能量，冲击波导致了密度或压力的跃升，并让粒子获得能量。
射电晕则是位于星系团中心的不规则源。它们由热等离子体中的湍流供能，从而带给粒子能量。我们知道，射电晕和射电遗迹都是由星系团之间的碰撞产生的，但它们的许多微妙的细节仍然难以捉摸。
“化石”射电源其实是位于射电星系中心超大质量黑洞死亡后留下的射电残余。当它们在活动时，黑洞会向星系之外的地方喷射巨大的等离子体喷流。当它们的燃料耗尽并“关闭”时，这些喷射便开始消散。这些残余就是探测到的射电化石。
艾贝尔3266
在这项新研究中，团队介绍了对艾贝尔3266星系团的极详细研究。
这是一个格外活跃且混乱的碰撞系统，位于约8亿光年之外。按理来说，它应该包含着射电遗迹和射电晕，因为它包含着所有相关特征，但先前天文学家一直没有探测到。
研究人员先后利用默奇森大视场射电阵、澳大利亚千米平方阵探路者（ASKAP）射电望远镜和澳大利亚望远镜紧凑型阵列（ATCA）进行了详细观察和分析。
艾贝尔3266。（图／Christopher Riseley）
这些数据描绘出了一幅复杂的图景。在艾贝尔3266的图片中，黄色显示了活跃的能量输入的特征。蓝色的雾气则代表热等离子体，在X射线波长下被捕获。
更红的颜色显示了只有在更低频率下才能看到的特征。这意味着，这些天体比较老，能量比较少。要么它们随着时间的推移失去了大量的能量，要么它们一开始就没有多少能量。
靠近图片底部的红色部分可以看到射电遗迹，它的凹陷形状也不同寻常，因此赢得了“错路”遗迹的响亮绰号。
艾贝尔3266中的“错路”遗迹，图中黄色、橙色和红色代表了射电亮度。（图／Christopher Riseley）
而相关数据揭示出了遗迹中前所未见的特殊特征。总的来说，这些数据颠覆了原先人们对遗迹如何产生的理解，但研究人员仍在努力破译这些射电天体背后的复杂物理学。
一个超大质量黑洞的古老遗迹
在图片右上方，还能看到一个射电化石，它呈现出非常浅的红色，这说明它很古老。研究人员认为，这个射电辐射最初来自图片左下方的星系，而它的中心黑洞早已“关闭”。
艾贝尔3266中的射电化石，红色和轮廓线描述的是ASKAP测量的射电亮度，蓝色显示的是热等离子体。青色的箭头指向天文学家认为曾为化石提供能量的星系。（图／Christopher Riseley）
然而，即使是最好的物理模型也无法适配这些数据。这说明我们对这些天体演化的理解仍然存在着很大的差距。这也是团队正在努力的目标。
最后，团队使用了一种更巧妙的算法，对图像散焦，从而寻找在高分辨率下看不到的非常微弱的辐射。他们也首次在艾贝尔3266中发现了一个射电晕。
艾贝尔3266中的射电晕，和上图类似，红色和轮廓线描述的是ASKAP测量的射电亮度，蓝色显示的是热等离子体。青色的虚线标出了射电晕的外部边界。（图／Christopher Riseley）
科学家相信，这是了解艾贝尔3266的起点。他们已经发现了大量详细的信息，但是这项研究也提出了更多问题。
#创作团队：
原文作者：Christopher Riseley（博洛尼亚大学研究员）
Tessa Vernstrom（西澳大利亚大学高级研究员）
编译：Gaviota
排版：雯雯
#参考来源：
https://theconversation.com/we-found-some-strange-radio-sources-in-a-distant-galaxy-cluster-theyre-making-us-rethink-what-we-thought-we-knew-187631
#图片来源：
封面图&首图：Christopher Riseley, Università di Bologna
发表于 2022-8-7 18:05
