天文学家首次直接探测银河系内星际湍流扭曲类星体无线电信号

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天文学家首次直接探测到银河系内星际湍流对来自遥远类星体无线电信号的扭曲效应。

哈佛-史密森天体物理中心的研究团队报告称,他们在类星体 TXS 2005+403 的观测中,直接识别出银河系星际介质中电离气体湍流云对无线电波的弯曲和模糊作用。这一结果发表于《天体物理学杂志快报》。

类星体信号穿越银河系湍流区

TXS 2005+403 是一颗明亮的类星体,其无线电辐射由一个位于天鹅座方向、距离地球约 100 亿光年的超大质量黑洞驱动。研究介绍,当该类星体发出的无线电波向地球传播时,必然要穿过银河系内的星际介质。

天文学家指出,银河系恒星之间的空间并非真空,而是充满了电离气体和电子云,这些物质处于持续的湍流状态。TXS 2005+403 的信号路径恰好经过天鹅座区域——这一地区被描述为银河系中湍流和散射最为强烈的环境之一。

研究团队表示,当无线电波穿过这些湍流物质时,会发生弯曲和扭曲,类似于炽热空气造成的“海市蜃楼”效应,使得背景物体的影像出现变形。这种现象长期以来被用来推断星际湍流的存在,但其具体结构一直难以直接测量。

利用 VLBA 数据识别结构化散射

为研究这一路径上的湍流特性,亚历山大·普拉文(Alexander Plavin)及其同事调取并分析了美国国家科学基金会非常长基线阵列(VLBA)近十年的档案观测数据,重点考察 TXS 2005+403 的无线电图像随时间的变化。

团队原本预期,类星体的无线电辐射在穿越银河系时会因散射而被抹平,呈现为逐渐扩散、模糊的光斑,并在最远基线的望远镜上难以成像。然而,分析结果显示,观测数据中存在持续稳定的、清晰可辨的结构化图案,表现为斑驳且有规律的光线扭曲。

普拉文表示,在最远距离的望远镜上,本不应清晰看到类星体的图像,但观测却显示出明显的信号或微弱“余辉”。他指出,这种表现既无法用简单的模糊效应解释,也不能归因于类星体本身的结构,而与星际湍流导致的散射特征相符。

据介绍,沿这条视线方向的散射性质在多年观测中保持稳定,使研究人员得以确认,他们看到的是星际湍流在类星体无线电图像上留下的直接“印记”,从而为推断湍流的空间结构提供了新的观测依据。

研究发表

相关成果发表于 A.V. Plavin 等人的论文《通过非常长基线干涉测量直接探测类星体上的星际湍流印记:TXS 2005+403》,刊登于《天体物理学杂志快报》2026 年第 1003 卷 L4 号,DOI 为 10.3847/2041-8213/ae60f4。


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