内容摘要：從1.81億年開始，模擬了三個不同時期的星爆驅動風。每幅圖像的上半部分顯示氣體溫度，下半部分顯示徑向速度。鳴謝:uux.cn/CassandraLochhaas/太空望遠鏡科學研究所（神秘的地球uux

從1.81億年開始，模擬了三個不同時期的星爆驅動風。每幅圖像的上半部分顯示氣體溫度，下半部分顯示徑向速度。鳴謝:uux.cn/Cassandra Lochhaas /太空望遠鏡科學研究所
（神秘的地球uux.cn）據加州大學聖地亞哥分校：不是每天天文學家都會問，“那是什麽？”畢竟大部分觀測到的天文現象都是已知的:恒星、行星、黑洞、星係。但是在2019年，新完成的ASKAP(澳大利亞平方公裏陣列探路者)望遠鏡發現了一些以前沒有人見過的東西:無線電波圈如此之大，以至於它們的中心包含了整個星係。
當天體物理學界試圖確定這些圓圈是什麽時，他們也想知道這些圓圈是“為什麽”。現在，由加州大學聖地亞哥分校天文學和天體物理學教授Alison Coil領導的一個小組認為，他們可能已經找到了答案:圓圈是由外流的銀河風形成的外殼，可能來自被稱為超新星的大規模爆炸恒星。他們的工作發表在《自然》雜誌上。
Coil和她的合作者一直在研究能夠驅動這些超快速外流風的大規模“恒星暴增”星係。星爆星係的恒星形成率非常高。當恒星死亡和爆炸時，它們將氣體從恒星及其周圍環境中排出，回到星際空間。如果足夠多的恒星同時在彼此附近爆炸，這些爆炸的力量可以將氣體推出星係本身，形成外流風，其速度可達2000公裏/秒。
“這些星係真的很有趣，”科爾說，他也是天文學和天體物理學係主任。“它們發生在兩個大星係碰撞的時候。合並將所有氣體推入一個非常小的區域，導致恒星形成的強烈爆發。大質量恒星會很快燃盡，當它們死亡時，它們會以外流風的形式排出氣體。”
巨大、罕見且來曆不明
技術發展使ASKAP能夠在非常微弱的限製下掃描大部分天空，這使得2019年首次可以檢測到奇數射電圈(orc)。獸人體型巨大——直徑有數百千秒差距，其中一千秒差距相當於3260光年(作為參考，銀河係直徑約為30千秒差距)。
人們提出了多種理論來解釋半獸人的起源，包括行星狀星雲和黑洞合並，但僅靠無線電數據無法區分這些理論。
科爾和她的合作者對此很感興趣，認為射電環可能是他們一直在研究的星爆星係後期的發展。他們開始研究獸人4——第一個在北半球可以觀察到的獸人。
在那之前，獸人隻能通過他們的無線電發射來觀察，沒有任何光學數據。Coil的團隊使用夏威夷Maunakea上的W.M. Keck天文台的積分場攝譜儀來觀察ORC 4，它揭示了大量的高亮度，加熱，壓縮氣體——遠遠超過了在平均星係中看到的數量。
問題多於答案，小組開始著手調查工作。利用光學和紅外成像數據，他們確定ORC 4星係中的恒星大約有60億年了。“這個星係中有一次恒星形成的爆發，但它在大約10億年前結束了，”科爾說。
卡珊德拉·洛哈斯(Cassandra Lochhaas)是哈佛&史密森尼天體物理中心(Harvard & Smithsonian Center for astro physics)的博士後研究員，專門研究銀河風的理論方麵，也是這篇論文的合著者，他進行了一係列數值計算機模擬，以複製大規模無線電環的大小和屬性，包括中央星係中大量的震驚的冷氣體。
她的模擬顯示，外流的銀河風在關閉前吹了2億年。當風停止時，向前移動的衝擊繼續將高溫氣體推出星係，並產生了一個無線電環，而反向衝擊將較冷的氣體送回星係。模擬運行了超過7.5億年——在ORC 4估計的10億年恒星年齡範圍內。
“要使這一過程成功，你需要一個高質量的流出速率，這意味著它會非常快速地噴射出大量物質。星係外的周圍氣體必須是低密度的，否則激波會停止。這是兩個關鍵因素，”Coil說。
“事實證明，我們一直在研究的星係具有這些高質量的外流率。它們很罕見，但確實存在。我真的認為這指向獸人起源於某種外流的銀河風。”
外流風不僅可以幫助天文學家了解半獸人，而且半獸人也可以幫助天文學家了解外流風。
“半獸人為我們提供了一種通過無線電數據和光譜學‘看到’風的方式，”Coil說。
“這可以幫助我們確定這些極端外流的銀河風有多常見，以及風的生命周期是什麽。它們還可以幫助我們了解更多關於星係演化的知識:所有大質量星係都會經曆ORC階段嗎？旋渦星係不再形成恒星時會變成橢圓形嗎？我認為我們可以從獸人身上學到很多東西。”