编译：高杰
近日，英国皇家天文学会（Royal Astronomical Society）发布重磅消息：天文学家借助公民科学家的力量，利用全球最大低频射电望远镜（LOFAR），发现了迄今为止最遥远且能量最强的“奇异射电环”（Odd Radio Circle，简称ORC）。这一发现，不仅刷新了我们对宇宙结构的认知，更对现有的宇宙理论提出了挑战。
RAD J131346.9+500320动画中的静止图像。图源：RAD@home天文学合作实验室（印度）
奇异射电环是6年前才被人类首次探测到的神秘天体。截至目前，经确认的奇异射电环数量屈指可数，它们大多规模宏大，尺寸通常是银河系的10-20倍，是宇宙中名副其实的“巨型光环”。这些神秘的环状结构，仅在电磁波谱的射电波段可见，由相对论性磁化等离子体构成，围绕在星系周围。
此前的研究认为，奇异射电环可能是由超大质量黑洞合并或星系合并产生的冲击波引发的。然而，新研究却提出了不同的观点。
10月2日发表在《英国皇家天文学会月刊》上的一项新研究指出，这些光环可能与宿主射电星系的超级星系风有关。
此次发现的奇异射电环被命名为RAD J131346.9+500320，由印度孟买大学主导的研究团队，联合RAD@home天文协作实验室的公民科学家，通过LOFAR观测到。它带来了两项关键突破：
根据红移值（redshift ~0.94）推算，这个奇异射电环形成于宇宙年龄仅为当前一半的时期（约100亿年前），是目前已知最遥远、能量最强的奇异射电环。红移值越高，意味着天体越遥远、形成时间越早，这一发现相当于为人类打开了 “观测早期宇宙射电环” 的窗口。
不同于多数单一环状的奇异射电环，RAD J131346.9+500320 拥有两个交叉的环状结构，这是人类发现的第二个具备该特征的奇异射电环。奇特的结构让它充满谜团：为什么会形成双重环？两个环之间是否存在关联？这些问题目前尚无答案，却为研究提供了新方向。
更具意义的是，这是首个由公民科学项目发现的奇异射电环，也是首个通过LOFAR确认的奇异射电环。RAD@home天文协作实验室创始人Ananda Hota博士强调：“这项研究证明，专业天文学家与公民科学家携手，完全能突破科学发现的边界。奇异射电环是人类见过的最怪异且最美丽的宇宙结构之一，它们或许藏着星系与黑洞共同演化的关键线索。”
此次发现的“功臣” 之一——LOFAR，是目前全球最大、最灵敏的低频射电望远镜（工作频率10-240兆赫兹）。它并非传统的 “单一天文台”，而是由分布在荷兰及多个欧洲国家的数十万个简易天线组成，通过协同工作形成一个 “巨型干涉仪”。这种设计让它能以极高的分辨率和灵敏度观测低频射电天空，甚至能回溯数十亿年前那个宇宙中首批恒星和星系尚未形成的 “黑暗时代”。
正是凭借LOFAR的强大观测能力，研究团队才能捕捉到100亿年前奇异射电环的微弱信号，为后续研究奠定基础。
除了这个新发现的奇异射电环，RAD@home团队通过LOFAR还发现了另外两个不寻常的宇宙巨人：
第一个天体名为RAD J122622.6+640622，是一个直径近300万光年的星系（约为银河系的25倍）。它的特殊之处在于：星系释放的一束高能喷流突然向一侧弯曲，仿佛被某种力量推离轨道，随后形成了一个直径约10万光年的壮观射电环。
第二个天体RAD J142004.0+621715，直径达140万光年。它的一侧喷流末端形成了类似的射电环，另一侧却只有一束狭窄的射电喷流，呈现出明显的不对称结构。
研究人员指出，这两个星系都位于“星系团”（宇宙中星系密集的区域）中，周围充斥着温度高达数百万度的热等离子体。正是星系喷流与这些周围物质、热等离子体的相互作用，才塑造出了这些奇特的射电环结构。
更关键的是，这三个新发现的天体都位于“质量约为100万亿个太阳”的星系团中，这暗示：相对论性磁化等离子体喷流与周围热等离子体的相互作用，可能是形成这类罕见射电环的共同原因。
论文合著者、波兰华沙国家核研究中心的Pratik Dabhade博士表示：“这些发现证明，奇异射电环并非孤立的宇宙奇观，而是由黑洞喷流、星系风及其所处环境共同塑造的奇异等离子体结构家族的一部分。公民科学家能发现它们，也凸显了即便在机器学习时代，人类的模式识别能力依然至关重要。”
随着未来平方公里阵列射电望远镜（SKA）等设备的启用，以及暗能量光谱仪（DESI）和鲁宾天文台（LSST）等光学巡天项目的推进，更多奇异射电环的谜题有望被揭开。
参考来源：
https://academic.oup.com/mnras/article/543/2/1048/8267915
