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找到银河系首个微耀变体,可能是银河系最快粒子诞生源头

2026-9-23 寰宇科学

30年来,天文学家一直在寻找肯定存于银河系的天体类型──微耀变体。现在,由西班牙、荷兰、阿根廷天文学家领导的国际团队,发 现第一个藏在离地球约12,000光年星际尘埃后面的微耀变体。

位于遥远星系中心质量高达太阳数十亿倍的超大质量黑洞,活跃时会吸收周围物质,再以极高能量的喷流形式将物质从两极逸出,若 其中一道喷流“刚好”对准地球,会使黑洞看起来更亮,此时该黑洞系统被称为耀变体(Blazar)。

1990年代以来,理论学家相信银河系应该存在迷你一点的“微耀变体(microblazar)”──质量较小的恒星黑洞喷出对准地球的喷流,但过去没有任何候选天体验明正身。

直到现在,西班牙哈恩大学、荷兰电波天文研究所(ASTRON)、VLBIERIC联合研究所(JIVE)、阿姆斯特丹大学等机构组成的国际天 文学家团队,终于在银河系确认第一个微耀变体,名为IRAS18293−0941。

IRAS18293−0941一直躲藏在离地球约12,000光年的星际尘埃云后方,为1颗大质量恒星围绕着恒星黑洞每11.38天公转一圈的X射线联星系统,来自恒星的物质落向黑洞被吞噬,部分再沿着喷流吐回太空,方向几乎直指我们。

 IRAS18293−0941示意图,系统内一颗大质量恒星与一个恒星黑洞相互环绕运行,黑洞侧喷流几乎正对著地球而显得明亮,右侧喷流指向远离地球方向,因此不可见。

研究人员解释,IRAS18293−0941被大量尘埃掩盖,导致标准光学影像几乎看不见它,就算几十年前已被编入星表,我们仍然不以为意 ,直到团队分析西班牙Montsec天文台、卡拉阿托天文台多年监测数据,发现恒星光线存在微微闪烁变化且显出11.38天轨道周期,许多无线电波影像更揭示关键现象──似乎有个明亮致密核心且仅一侧发射喷流,表明其中一道喷流几乎正对地球(另一道喷流因远离我们而“变暗”,几乎隐形)。

数据还显示该喷流穿越100光年区域,清空该范围内星际介质,喷流边缘还产生一个明亮致密“热点”──粒子在该处被加速至接近光速,能量高达PeV级别。

天文学家一直不确定宇宙射线最高能量的粒子来自哪个“天然粒子加速器”,理论仅能先提出PeVatron是超高能宇宙射线的“工厂” ,过去大家猜测PeVatron来源为超新星残骸。最新发现首度提供强力证据,表明微耀变体喷流可能是催生银河系最高速粒子的来源之一,解开粒子物理与天文学核心谜团。

过去我们只能观测遥远耀变体的模糊身影,如今能以前所未有细节研究宇宙强大加速机制,进一步理解微耀变体如何影响银河系的结 构及演化。

新论文发表在《天文学与天体物理学报》(Astronomy&Astrophysics)。