天文学家制作出迄今为止最灵敏的球状星团射电图像

一个国际天文学家团队制作了迄今为止最灵敏的球状星团射电图像。该团队拍摄了杜鹃座 47 号星团，这是一个古老的密集恒星球体，是夜空中第二亮的球状星团。该团队还记录了杜鹃座 47 号星团中心发出的先前未被探测到的射电信号。这项研究于 1 月 16 日发表在《天体物理学杂志》上。

[相关：这张闪闪发光的哈勃图像显示了我们在研究遥远恒星方面取得的进展。]

球状星团是早期宇宙的古老遗迹。在大爆炸之后的这段时间里，宇宙是一团“粒子热汤”，即质子、中子和电子。当宇宙开始冷却时，质子和中子开始结合成氢离子原子。球状星团让今天的天文学家能够更多地了解宇宙的这个基础时期。它们非常密集，有数千到数百万颗恒星挤在一起形成一个球形。47 Tucanae 无需望远镜就可以看到，它于 1751 年首次被记录下来。

像光一样，来自行星、恒星和磁场不断变化的球状星团的无线电波也会在太空中传播。射电望远镜可以截取这些信号。天文学家随后可以将这些波转换成图片并创建无线电图像。利用射电望远镜收集的数据，科学家可以了解物体的结构、成分甚至运动。据 NASA 称，射电望远镜的物理尺寸必须比收集和放大数据的光学望远镜大。

“我们的图像是杜鹃座 47，它是银河系中质量最大的球状星团之一。它拥有超过一百万颗恒星和一个非常明亮、非常致密的核心，”研究报告的合著者兼天文学家阿拉什·巴赫拉姆安 (Arash Bahramian) 在一份声明中说道。巴赫拉姆安隶属于国际射电天文学研究中心和澳大利亚科廷大学。

这张新的超灵敏图像是根据澳大利亚联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 的澳大利亚望远镜紧凑阵列的 450 多个小时的观测结果创建的。该望远镜位于澳大利亚最大的土著民族之一戈梅罗伊县。据该团队称，这是澳大利亚射电望远镜有史以来收集到的最深、最灵敏的射电图像。

虽然肉眼就可以看到杜鹃座 47，但通过详细的成像，研究小组发现星团中心有一个非常微弱且之前未被发现的无线电信号。根据研究合著者兼天文学家亚历山德罗·帕杜阿诺的说法，这一发现令人兴奋，可以归因于两种可能性之一。

“首先，杜鹃座 47 号可能包含一个黑洞，其质量介于星系中心的超大质量黑洞和坍缩恒星产生的恒星黑洞之间，”帕杜阿诺在一份声明中说。虽然人们认为球状星团中存在中等质量黑洞，但目前还没有发现一个明确的黑洞。”帕杜阿诺还隶属于国际射电天文学研究中心和澳大利亚科廷大学

如果第二个信号是黑洞，那么这一发现可能标志着有史以来首次在这样的星团内部发现黑洞。

[相关：巨大的射电望远镜可能很快就会成为行星防御的有力工具。]

信号的第二个可能来源是脉冲星，一种发射无线电波的旋转中子星。

帕杜阿诺说：“如此靠近星团中心的脉冲星也是一个科学上有趣的发现，因为它可以用来寻找尚未被发现的中心黑洞。”

研究团队表示，这张超灵敏图像是目前正在澳大利亚和南非建造的 SKA 射电望远镜未来可能取得的成果的一个例子。一旦建成，它们将成为世界上最大的两个射电望远镜阵列，并可能有助于解决一些关于宇宙的最基本问题。

“我们利用当前一代射电望远镜实现了接近 SKA 质量的科学研究，结合数百小时的观测揭示了最微弱的细节，”巴赫拉姆安说。“它让我们看到了下一代射电望远镜投入使用后将实现的令人兴奋的能力。”