天文学家在银河中心附近发现新的“奇异射电圈”

根据在南非使用MeerKAT射电望远镜进行观测的天文学家的说法，一种神秘的射电光环可能由一种大质量恒星创造，这种恒星拥有强大的辐射风，将其外层吹散。

2019年，使用澳大利亚平方公里阵列探路者望远镜（ASKAP）进行调查的天文学家注意到了几个奇怪的射电光环，这些光环在其他任何光波长上都无法探测到，并且没有明显的来源。天文学家称它们为“奇异射电圈”（Odd Radio Circles），简称ORCs。

目前已知的ORCs数量很少，但现在发现了一个新的ORC，它打破了所有规则。

ASKAP是平方公里阵列（SKA）的技术前身，后者将是一个巨大的射电碟和天线阵列，分布在澳大利亚和南非之间。因此，南非拥有自己的SKA前身观测站——MeerKAT，最初称为Karou射电望远镜，位于该国的Meerkat国家公园。

正是在2022年11月使用MeerKAT进行的观测中，由意大利卡塔尼亚天文台的Cristobal Bordiu领导的天文学家团队发现了一些不寻常的东西。这是一个ORC，但它并不在预期的位置。在此之前，所有已知的ORCs都被发现在银河纬度较高的位置。换句话说，它们位于我们银河系平面的上方，这意味着它们要么在我们银河系内非常靠近我们，要么是银河系外的。事实上，几个ORCs的中间包含有一个星系，这些ORCs被认为是由那个星系的爆发产生的，可能是由导致许多超新星的恒星暴增事件，或者是两个超大质量黑洞合并产生的能脉冲。

然而，这个新的ORC仅位于我们银河系平面上方六度，就在天空中呈现的银河系中。此外，从我们的视角来看，它似乎非常靠近银河中心。然而，这可能只是一个巧合——它可能比银河系中心近得多，也可能远得多，银河系中心距离我们26,000光年。

这个被编入目录的ORC，编号为J1802-3353，被其发现者昵称为Kýklos，这个词在希腊语中意味着“圈”。Kýklos在天空中跨越80角秒——一角秒是1/3600度。光环本身只在射电波段可见，在这里它是微弱的、不均匀的、薄的（只有6角秒厚）且几乎是完美的圆形。它的射电频谱出奇地平坦，这意味着它没有任何显著的谱线，与以前的ORCs不同。

Bordiu的团队意识到这个ORC可能是某种新事物，但在他们能够确定这一点之前，他们必须排除其他可能性。欧洲航天局的Gaia任务已经编目了三个星系，它们恰好位于Kýklos在天空中的位置。特别是有一个星系距离光环中心仅3角秒，但如果Kýklos是由这个星系产生的，那么解释为什么它与其它与星系相关的ORCs相比具有如此平坦的频谱将是一个挑战。

如果Kýklos不是银河系外的，那么它一定位于我们的银河系内，这表明它有一个恒星起源。超新星遗迹通常是由于爆炸恒星的冲击波与星际介质中的气体和尘埃相撞而产生的圆形星云结构。

然而，超新星遗迹通常也会发出X射线，而从Kýklos没有探测到X射线。尽管从我们的视角来看，在光环内探测到了几个脉冲星，这些脉冲星是由一些超新星产生的旋转中子星，但我们没有关于它们距离的信息，无法判断它们是否与光环有关，或者它们的位置是否仅仅是视线上的巧合。

也许Kýklos是一个行星状星云，这是一颗类似太阳的垂死恒星脱落的外壳。行星状星云通常在分散前增长到大约3光年宽；如果Kýklos是一个行星状星云，那么它必须是异常大的，或者离我们相当近，才能在天空中呈现80角秒宽。（作为比较，可能是最著名的行星状星云是天琴座的环状星云，它在2200光年的距离上宽230角秒。）然而，行星状星云会产生光发射，特别是在氢-alpha光中，但还没有探测到这样的光。

相反，也许这个光环是由一颗大质量、不稳定的恒星产生的，特别是沃尔夫-拉叶星。因为沃尔夫-拉叶星如此巨大，它能够产生强大的辐射风，将其外层吹散到太空深处，减少其质量并使其更稳定。沃尔夫-拉叶星通常通过它们吹出的星云，或者通过它们的组成来识别——随着它们的氢包层被吹散，它们更深层的重元素，如氦和氧，被暴露出来。

尽管在Kýklos内部没有明显的沃尔夫-拉叶星云，但这并不是问题，因为沃尔夫-拉叶星的快速辐射风会迅速摧毁靠近它的尘埃星云。更远的较冷尘埃会存活下来，并在24微米处辐射，但Bordiu的团队指出，目前还没有这个波长的数据，无法确定这种较冷的尘埃是否存在。然而，有其他证据支持沃尔夫-拉叶星情景，那就是非常典型的平坦频谱，这是这种恒星脱落质量的典型特征。

“根据目前有限的数据，Kýklos的形态和光谱特征似乎更符合沃尔夫-拉叶星壳的特征，”Bordiu的团队在他们的研究论文中写道。确实，Kýklos内部尚未确定沃尔夫-拉叶星。有一颗亮星，HD 164455，但它不是沃尔夫-拉叶星。Gaia已经确定了三个其他恒星候选者，包括一个距离我们24500光年的蓝色恒星。如果这是Kýklos的来源，那么在那个距离上，光环的直径将大约为10光年。然而，关于这颗恒星的光谱数据尚无，无法判断它是否是沃尔夫-拉叶星。

因此，下一步将使用詹姆斯·韦伯太空望远镜进行后续观测，并获取数据，以潜在地解开Kýklos的谜团。

这些发现已被接受发表在《天文学与天体物理学》杂志上，预印本版本可在arXiv上获得。

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