宇宙海市蜃楼：首度直击银河系“星际乱流”如何扭曲遥远电波
在银河系的恒星之间，并非完全空无一物，而是充满稀薄气体、尘埃与带电粒子，形成所谓的“星际物质”（interstellarmedium）。其中部分气体会受到高能辐射影响而被电离，形成剧烈翻搅的乱流区域。长久以来，天文学家知道，来自遥远宇宙的无线电波在穿越这些区域时，会产生偏折与模糊，就像火焰上方的热空气会扭曲背景景象一样。这些星际乱流究竟具有什么样的细部结构，过去始终难以直接观测。如今，天文学家首次成功直接侦测到星际乱流如何扭曲遥远天体的电波讯号，为研究银河系内部环境带来重要突破。
来自类星体TXS2005+403的无线电讯号，经过约100亿光年的长途传播才抵达地球，途中穿越了天鹅座区域，这是银河系中气体湍流最剧烈、电波散射最强的区域之一。左图为艺术家笔下的想象图，呈现类星体原本的模样，包含明亮的吸积盘，以及如灯塔般划破黑暗、向外高速喷发的喷流；右图则展示星际湍流气体如何扭曲科学家观测到的类星体影像，其效果就像火焰上方翻腾的热浪，会让后方景物看起来变形与模糊。（Source：MelissaWeiss/CfA）
研究团队将目标锁定在位于天鹅座方向的类星体TXS2005+403。这个距离地球约100亿光年的天体，由中心超大质量黑洞驱动，会释放极强烈的无线电波。当这些电波朝地球传来时，必须穿越银河系中的天鹅座区域，而这里正好是银河系内最剧烈、最容易造成电波散射的星际乱流区域之一。因此，研究人员实际观测到的大部分讯号，其实不是类星体本身，而是电波在穿越乱流后所留下的扭曲痕迹。
为了深入研究这些效应，研究团队分析超长基线无线电望远镜阵列（VeryLongBaselineArray，简称VLBA）近十年的观测资料。原本理论认为，这些无线电波经过银河系后，应该会被均匀地模糊化并逐渐消散；但实际结果却完全不同。
研究人员发现，电波中仍保留明显而稳定的斑块状结构，显示其受到特殊散射影响。更令人意外的是，部分距离最远的VLBA望远镜组合，理论上早已无法再看见类星体讯号，却依然成功侦测到微弱光芒。研究团队指出，这种现象无法用单纯模糊化或类星体本身结构解释，而是与星际乱流造成的散射效应高度吻合。
这项研究代表，天文学家如今不再只能间接推测星际乱流存在，而是首次能够通过无线电波扭曲的细节，直接研究银河系内部乱流的结构与特性。研究团队也发现，这条穿越银河系的观测路径，其散射特征在多年之间几乎没有明显变化，显示这些乱流结构可能相当稳定且持续存在。未来，这种观测方法将有助于天文学家更深入了解银河系内部气体的运动方式，以及星际物质如何影响宇宙中的无线电波传播。
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