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首次直接捕捉!天鹅座方向星际湍流扭曲类星体影像被证实

   时间:2026-05-22 10:04 作者:天脉网

在浩瀚无垠的宇宙中,那些看似空旷寂静的星际空间,实则暗流涌动。最新科学研究揭示,科学家们首次直接探测到了星际湍流对光线的扭曲现象,这一突破性发现有望为人类拍摄更清晰的银河系中心黑洞照片提供关键助力。

星际空间并非真正意义上的“真空地带”,其中充斥着各种离子气体和自由电子云团。只是由于大部分区域的物质密度极低,才让它们呈现出“透明”的表象。然而,在这看似平静的“透明”空间里,却隐藏着汹涌的暗潮——星际湍流。这种隐形的湍流如同被火焰炙烤的热空气,能够扭曲其背景物体的影像,天文学家虽早已知晓其存在,但对其具体结构却一直知之甚少。

此次研究的突破口,是位于天鹅座方向、距离地球约100亿光年的类星体TXS 2005 + 403。这个类星体本质上是一个星系,因其中心存在活跃的超大质量黑洞,成为了明亮的射电源。它产生的射电波在穿越漫长宇宙空间抵达地球的过程中,经过了天鹅座方向的银河系星际空间。而这一区域,以充斥着星际湍流和强散射现象而闻名,射电波在这里会遭遇偏转和扭曲。

主持该研究的Alexander Plavin指出,到达地球的大部分射电信号并非直接来自类星体本身,而是天鹅座方向银河系湍流产生的散射效应。通过深入研究这种散射和畸变,科学家们能够更深入地理解和推断该处湍流的结构。

研究人员对NSF甚长基线射电望远镜阵列(VLBA)近十年的档案数据进行了细致分析。VLBA是一个由分布在不同地点的多台射电望远镜组成的观测网络。分析结果显示,来自TXS 2005 + 403的射电信号在穿越银河系时,并未像预期那样扩散成一个模糊光斑后逐渐消逝,而是形成了一个持续存在的清晰图案。其信号不仅依旧存在,内部还出现了不均匀的结构化扭曲。研究人员认为,这种奇特现象只能由星际湍流造成。

原本,人们预期VLBA可能无法观测到这个类星体,但实际情况却并非如此。这一现象无法用简单的模糊效应或类星体自身特点来解释,其表现与人们预期中星际湍流可能产生的结果完全相符。研究人员还发现,在这条穿越银河系的视线上,星际介质的散射特性随时间推移保持稳定,而该处星际湍流的尺度大约相当于我们的太阳系。

认识这种神秘的星际湍流,对于科学家理解能量在星系中的传递方式以及恒星形成前星际气体的行为方式具有重要意义。同时,这一发现还可能为拍摄更清晰的黑洞照片带来帮助。例如,视界望远镜拍摄的银河系中心黑洞——人马座A*的影像,就因受到星际湍流散射的影响而变得模糊。湍流对射电波的散射会随时间变化,且对不同频率射电波的散射作用也有所不同。了解这些特点,有助于在拍摄黑洞照片时减少导致影像模糊的因素。

 
 
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