衝破極紫外天文學盲區 科學家發現新型天體

【大紀元2026年10月05日訊】(大紀元記者笛睿編譯報導)在遙遠星系的深處,一種過去從未被分類的新型天體一直在源源不絕地向太空發射微弱輻射。數十年來,美國國家航空航天局(NASA)的望遠鏡持續接收到這些訊號並將其保存在龐大的資料庫中,但相較於多數恆星,這些天體所發射的光子能量過低,被科學家誤當成「背景雜訊」而長期忽視。

如今,一項發表於《自然‧天文學》(Nature Astronomy)的最新研究證實,這些天體不僅真實存在,更可能是解答「星系如何演化與恆星如何誕生」的關鍵拼圖。

從被淘汰的數據中淘金:被當成雜訊的「極軟X射線」

這項研究由阿拉巴馬大學教授吉米‧厄文(Jimmy Irwin)、博士候選人穆斯塔法‧穆希布拉(Mustafa Muhibullah),以及哈佛-史密森天文物理中心講師蘿珊‧迪史蒂法諾(Rosanne Di Stefano)共同完成。

自1999年發射以來,NASA的錢卓拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)持續記錄著全天域的高能輻射。然而,在處理觀測數據時,天文學家通常會設定能量過濾器,自動篩除最底層頻段的訊號。

「大家根本不知道這些天體的存在」,厄文教授表示,「過去人們習慣忽視能量最低的頻段,認為那些只是沒用的干擾雜訊。」

研究團隊決定徹底梳理錢卓拉望遠鏡自1999年至2017年間搜集的數據庫,在包含仙女座星系(M31)和風車星系(M101)在內的6個鄰近星系中,共鎖定了84個這種從未被歸類過的神秘輻射源。

厄文將這個過程比喻為「潛水尋寶」:雖然大部分時間只能撈起無用的泥沙,但偶爾卻能找到失落已久的珍貴寶石。

在過濾掉隨機假影與儀器雜訊後,一類全新天體的特徵浮出水面——研究團隊將其命名為「極軟X射線源」(Hypersoft X-ray Sources,簡稱HSS)。」「軟」(Soft)是指波長較長、能量較低(約低於1keV)的X射線光子,與穿透力強的「硬」(Hard)X射線相對。

它們是什麼?

儘管確認了這類天體的存在,但它們的真實物理身分仍充滿謎團。目前觀測資料僅能推算其大致的表面溫度與輻射總光度。

共同作者迪史蒂法諾指出,這些天體必然是由恆星演化末期留下的緻密天體(Compact Objects)——白矮星、中子星或恆星級黑洞——所驅動:

• 緻密天體與伴星組成的雙星吸積系統(X-ray Binaries):白矮星、中子星或黑洞正透過引力拉扯並吸積伴星的物質;當物質高速墜入引力井並形成吸積盤時,劇烈摩擦產生高溫,從而發射出X射線波段的輻射。

• 異質天體集合:厄文補充,「極軟X射線源」可能並非指單一種類的天體,而是對「發射出特定極軟光子頻譜」的一整類不同天體物理系統的統稱。

隔著星際迷霧:我們看到的只是冰山一角

在電磁波譜中,X射線通常代表著宇宙中極端高溫、高能的物理過程(如黑洞吸積盤)。然而,「極軟X射線源」最棘手的特徵,在於它們發出的X射線能量異常微弱,幾乎完全或主要集中在0.3 keV(千電子伏特)以下;並伴隨強烈的極紫外線(EUV)波段輻射(功率通常超過10³⁸ erg/s),而在宇宙空間中,星系內部與星系際介質散布著大量的中性氫氣,這些氣體會像濃霧一般,極其高效地吸收極紫外線光子。

「如果我們有一架對極紫外線極為敏感的望遠鏡,而且宇宙中沒有那層氫氣迷霧,這些天體在母星系裡會亮得驚人,根本不可能被漏看。」厄文解釋道。

迪史蒂法諾表示,由於星際消光作用嚴重,大部分「極軟X射線源」發出的光根本無法逃離母星系,最終能穿越重重阻礙到達地球被錢卓拉望遠鏡捕捉到的,僅是極少數的幸運兒。「我們所看到的每一個源,都代表著那個星系中還隱藏著千百個我們看不見的源。」

全新視角:揭開星系與黑洞演化之謎

雖然絕大多數「極軟X射線源」無法被直接看見,但這少數被發現的樣本,卻為天體物理學家提供了研究星系演化的全新視角:

1. 氣體游離與恆星形成:在星系演化過程中,氣體必須冷卻並凝結才能坍縮形成新的恆星。然而,高能輻射會將氣體游離(Ionization),阻止其冷卻。

2. 補充活躍星系核模型:過去學者認為,主要是星系中心超大質量黑洞所產生的「活躍星系核(AGN)」在提供游離輻射。但許多沒有活躍星系核的星系中,同樣觀察到了大規模的游離氣體——廣泛分布於星系內部的「極軟X射線源」,恰好填補了這一理論缺口。

這項發現顯示,宇宙中仍有許多重要的物理過程隱藏在看似平凡的觀測數據角落。「我們看到的只是冰山一角」,迪史蒂法諾總結道,「這些『極軟X射線源』,將成為理解星系生死循環的新關鍵。」◇

來源:大紀元:https://www.epochtimes.com/b5/26/9/22/n14854895.htm

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發佈:2026-10-05 16:41 | 修改:2026-10-05 16:41

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