揭开早期宇宙的秘密：天文学家捕捉到来自遥远星系的无线电信号

揭开早期宇宙的秘密：天文学家捕捉到来自遥远星系的无线电信号现在，来自蒙特利尔和印度的研究人员从迄今为止最遥远的星系中捕捉到了一个特定波长的无线电信号，被称为21厘米线，使天文学家能够窥探早期宇宙的秘密。在印度的巨型元波射电望远镜的帮助下，这是第一次在如此大的距离上探测到这种类型的无线电信号。"一个星系会发出不同种类的无线电信号。直到现在，我们只可能从附近的星系中捕捉到这种特殊的信号，将我们的知识限制在那些离地球较近的星系中，"麦吉尔大学博士后研究员ArnabChakraborty说，他由MattDobbs教授指导。"但是多亏了一种自然发生的现象--引力透镜的帮助，我们可以从破纪录的距离捕捉到一个微弱的信号。这将有助于我们了解距离地球更远的星系的构成。"研究人员首次能够探测到来自一个被称为SDSSJ0826+5630的遥远的恒星形成星系的信号，并测量其气体成分。研究人员观察到这个特殊星系的气体含量的原子质量几乎是我们可见的恒星质量的两倍。来自该星系的无线电信号的图片研究小组检测到的信号是从这个星系发出的，当时宇宙只有49亿年的历史，使研究人员能够一窥早期宇宙的秘密。在麦吉尔大学物理系研究宇宙学的Chakraborty说："这相当于回看了88亿年的时间。"引力透镜放大了来自遥远物体的信号，帮助我们窥视早期宇宙。在这个特定的情况下，信号因目标和观察者之间存在另一个大质量物体，即另一个星系而发生弯曲。"共同作者、印度科学研究所物理系副教授NirupamRoy说："这有效地导致信号放大了30倍，使望远镜能够接收到它。"据研究人员称，这些结果证明了用引力透镜观察类似情况下的遥远星系的可行性。它还为用现有的低频射电望远镜探测恒星和星系的宇宙演化提供了令人兴奋的新机会。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339929.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339929.htm

天文学家发现偏振冲击波撼动了宇宙网

天文学家发现偏振冲击波撼动了宇宙网伴随着3个不同的宇宙网（气体、射电和磁力）观测的合成图像。近几十年来，天文学家在绘制宇宙网络图方面取得了重大进展，这为回答该领域一些最重要的问题开辟了新的途径。其中一个特别感兴趣的领域是研究宇宙尺度的磁场及其在塑造星系和宇宙结构方面的作用。发表在《科学进展》上的新研究，由国际射电天文研究中心（ICRAR）领导，与澳大利亚国家科学机构CSIRO合作，正在帮助我们进一步了解这些宇宙磁场。来自西澳大利亚大学（UWA）ICRAR节点的TessaVernstrom博士是这项研究的主要作者，她将磁性描述为自然界的一种基本力量。显示宇宙网磁场的合成图像，特点是拉出了无线电数据的堆叠方式。资料来源：Vernstrom等人，2023年"磁场充斥着宇宙--从行星和恒星到星系之间的最大空间。然而，宇宙磁力的许多方面还没有被完全理解，特别是在宇宙网中看到的规模。"Vernstrom博士说："当物质在宇宙中融合时，它产生的冲击波加速了粒子，放大了这些星系间的磁场。"她的研究记录了来自宇宙网的无线电发射--这是强烈冲击波的第一个观测证据。这种现象以前只在宇宙中最大的星系团中观察到，并被预测为整个宇宙网中物质碰撞的'特征'。"这些冲击波会发出无线电辐射，这应该导致宇宙网在无线电频谱中'发光'，但由于信号非常微弱，它从未真正被最终检测到。"来自西澳大利亚的默奇森广域阵列（MWA）射电望远镜的数据为这项研究提供了全天空的射电图。Vernstrom博士的团队在2020年开始搜索宇宙网的"无线电辉光"，最初发现的信号可以归结为这些宇宙波。然而，由于这些最初的信号可能包括冲击波以外的星系和天体的发射，Vernstrom选择了一种背景"噪音"较小的不同信号类型--偏振射电光。"由于很少有来源发射偏振射电光，我们的搜索不容易受到污染，我们已经能够提供更有力的证据，证明我们在宇宙中最大的结构中看到来自冲击波的发射，这有助于证实我们关于这种大规模结构的增长模型。"宇宙网磁场模拟视频中的截屏。蓝色和绿色给出了模拟中磁场的（增长）强度，而红色则标志着气体温度。这项研究利用了来自全球磁离子介质调查、普朗克遗产档案、欧文斯谷长波长阵列和默奇森广域阵列的数据和全天空无线电图，将数据堆叠在宇宙网中已知的集群和丝状物上。堆叠方法有助于加强图像噪声之上的微弱信号，然后将其与通过Enzo项目产生的最先进的宇宙学模拟进行比较。这些模拟是第一个包括对作为这项研究的一部分观察到的宇宙冲击波的偏振射电光的预测。我们对这些磁场的理解可以用来扩展和完善我们关于宇宙如何增长的理论，并有可能帮助我们解决宇宙磁力的起源之谜。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348633.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348633.htm

天文学家在巨大的宇宙网络中探测到了冲击波

天文学家在巨大的宇宙网络中探测到了冲击波由无线电、磁场和气体组成的复合模拟图像这个宇宙网最早是在20世纪60年代从理论上提出的，其结构从20世纪80年代开始在模拟中被模拟出来。最近，天文学家已经能够绘制出它的地图，并观察到它的丝状物的光芒。在这项新的研究中，来自ICRAR和CSIRO的科学家们已经成功地观察到了来自宇宙网中滚动的冲击波的无线电发射。这样做并不容易，因为这些信号极其微弱，很难从宇宙中不断响起的所有其他无线电发射的背景中挑出来。因此，研究小组转而关注一种不太常见的变化--偏振射电信号，它是在宇宙网中作为一系列过程的最终结果而产生的。宇宙网中物质密度较大的区域将通过引力吸引更多的物质。当物质落入这些区域时，它加热了那里的气体，从而以冲击波的形式向外辐射。当这些冲击波到达极冷的空隙时，这种相互作用会发出偏振的无线电光。该小组使用了来自几个项目和观测站的数据，包括全球磁离子介质调查、普朗克遗产档案、欧文斯谷长波长阵列和默奇森宽场阵列。这使他们能够将检测到的偏振射电发射数据堆叠在已知的宇宙网集群和丝状物的顶部，显示出这些检测确实来自于网络。"由于很少有来源发射偏振射电光，我们的搜索工作不容易受到干扰和污染，已经能够提供更有力的证据，证明我们看到的是宇宙中最大结构中的冲击波发射，这有助于证实我们关于这种大规模结构的增长模型，"该研究的主要作者TessaVernstrom博士说。该团队表示，这些新的观测结果将帮助天文学家了解磁力在宇宙中最大尺度上是如何运作的。这项研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348159.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348159.htm

新技术将帮助天文学家更准确地探测来自太空的ET信号

新技术将帮助天文学家更准确地探测来自太空的ET信号现在，研究人员开发出一种新技术，通过剔除地球设备造成的干扰，可更好地探测地外无线电信号。人们希望这项技术能够发现我们星球以外生命的第一批证据。位于加州大学伯克利分校的"突破聆听"（BL）项目是迄今为止最全面的SETI搜索项目，该项目在西弗吉尼亚州的绿岸望远镜（GBT）和新南威尔士州的帕克斯墨里阳望远镜等设施上使用大带宽观测太空。使用地基射电望远镜的问题在于它们容易受到地面和卫星无线电干扰。手机、微波、汽车发动机和SpaceX的Starlink卫星都会产生模仿技术信号的突波，从而发出错误警报。现在，加州大学伯克利分校的研究人员已经开发出一种新技术来减少这种干扰。"我认为这是无线电SETI领域长期以来最大的进步之一，"该研究的合著者之一AndrewSiemion说。"这是我们第一次拥有一种技术，如果我们只有一个信号，它就有可能让我们从本质上将其与无线电频率干扰区分开来。这是非常惊人的，因为如果你考虑到像Wow！信号这样的发现，这些信号往往是一次性的。"Wow！信号是俄亥俄州立大学的大耳朵射电望远镜在1977年接收到的一个72秒的强烈信号。天文学家杰里-埃曼（JerryEhman）几天后在电脑打印输出上发现了这个信号，他用红笔在页面上写下了"Wow！"，因此这个信号被命名为"Wow！"。虽然人们一直在猜测该信号的来源，但尚未确定，"Wow！"信号仍然是迄今为止探测到的ET无线电传输信号中最强有力的候选信号。自那以后，人们再也没有观测到该信号。Siemion说："首次ET探测很可能是一次性的，我们只看到一个信号，如果一个信号不重复出现，那我们就没什么可说的了。很明显，最有可能的解释是无线电频率干扰，就像最有可能解释'Wow！'信号一样。拥有这种新技术和能够以足够高的保真度记录数据的仪器，你可以看到星际介质或ISM的影响，这是令人难以置信的强大。"自然宇宙无线电波源产生的无线电波波长范围很广，即宽带无线电波。相比之下，像我们这样的科技文明产生的是窄带信号，这就像无线电静电和调谐电台之间的区别。迄今为止，还没有任何源自太阳系外的窄带无线电信号被证实。帕克斯望远镜（ParkesTelescope）在2019年接收到的无线电信号被命名为BLC1（BreakthroughListenCandidate1），起初被认为是源自比邻星半人马座系统的窄带信号，但事实证明，这很可能是由人类技术的干扰造成的。加州大学伯克利分校的研究人员意识到，由于窄带信号必须通过星际空间才能到达地球，因此它们应该表现出与地球信号不同的可观测特征。过去的研究表明，星际介质（ISM）中的冷等离子体会影响来自脉冲星等信号源的无线电信号，使它们的振幅随时间上升和下降，即闪烁。地球的大气层也会产生类似的闪烁；正是这种闪烁使得恒星的光学光点闪烁。行星不是点光源，不会闪烁。因此，他们开发了一种计算机算法，用于分析窄带信号的闪烁，重点关注那些在不到一分钟的时间内变暗和变亮的信号，这表明它们已经穿过了ISM。研究人员正在利用西弗吉尼亚州的GBT测试他们的新技术，希望能从地球无线电信号中剔除技术信号。该研究的第一作者BryanBrzycki说："也许我们可以在单个观测中识别出这种效应，并看到衰减和增亮，并实际说信号正在经历这种效应。这是我们现在拥有的另一种工具。"由于信号需要穿过足够多的ISM才能显示出可探测到的闪烁，因此这项新技术只对距离地球超过1万光年的信号有用。研究人员说，将来将机器学习融入他们的搜索技术可能会有助于识别窄带信号源。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371615.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371615.htm

天文学家探测到80亿年前产生的射电暴

天文学家探测到80亿年前产生的射电暴艺术家眼中的遥远快速射电暴穿越银河系空间来到地球上的景象ESO/M.Kornmesser这个信号被命名为FRB20220610A，属于快速射电暴（FRB）。顾名思义，这是一种持续时间只有几毫秒的尖锐无线电波爆发，似乎从天空的各个角落涌来。它们的确切来源仍不清楚，但最有可能的是一种被称为磁星的高度磁化的中子星。迄今为止探测到的大多数FRB都来自数亿光年或数十亿光年之外。最近的一次只有几万光年--在我们的银河系内。但是，2022年6月10日进行的新探测是迄今为止发现的最遥远的FRB。研究小组说，80亿光年的距离很可能已经接近现代技术能够精确定位的极限。这项研究的第一作者斯图尔特-莱德博士说："利用ASKAP的天线阵列，我们能够精确地确定爆发来自哪里。然后，我们利用位于智利的欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）搜索源星系，发现它比迄今发现的任何其他FRB源都要古老和遥远，而且很可能就在一小群合并星系之中。"快速射电暴到达探测到它的仪器的艺术印象卡尔-诺克斯（OzGrav/斯温伯恩大学）研究小组说，这项研究还表明，快速射电暴可以帮助天文学家解开另一个宇宙之谜：失踪的物质。我们最好的宇宙模型显示，宇宙应该包含一定量的物质，但当科学家们统计所有星系、恒星、行星、黑洞和其他一切时，似乎存在着巨大的缺口--我们缺少了大约40%的正常物质预算（相对于暗物质而言，暗物质是完全不同的东西）。最主要的假设是，所有这些物质都是以极度弥散的气体形式漂浮在星系间的空间。这种气体非常稀薄，几乎不可能被探测到，但这正是FRB的用武之地。天文学家可以研究这些无线电信号中不同波长的光的到达时间，从而推断出它们所经过的物质密度。旅程越长，包含的数据就越多，这使得新的无线电信号成为一个宝库。果然，新的观测结果似乎与弥漫星系间气体假说相吻合，提供了一些迄今为止最有力的证据。"虽然我们仍然不知道是什么导致了这些巨大的能量爆发，但这篇论文证实了快速射电暴是宇宙中常见的事件，我们将能够利用它们来探测星系间的物质，并更好地了解宇宙的结构，"该研究的共同第一作者RyanShannon副教授说。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391093.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391093.htm

天文学家在110亿光年之外探测到星系磁场

天文学家在110亿光年之外探测到星系磁场这张图片显示的是遥远的9io9星系的磁场方向，当时宇宙的年龄只有现在的20%--这是迄今为止探测到的最远的星系磁场。9io9星系中的尘粒在某种程度上与星系磁场的方向一致，因此它们会发出偏振光，这意味着光波会沿着一个偏好的方向而不是随机地摆动。ALMA探测到了这种偏振信号，天文学家可以据此推算出磁场的方向，这里显示的是叠加在ALMA图像上的弯曲线条。图片来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/J.Geachetal.天文学家利用ALMA探测到了一个星系的磁场，这个星系非常遥远，它的光线需要110多亿年的时间才能到达我们这里。在此之前，我们从未在如此遥远的地方探测到一个星系的磁场。这段视频总结了这一发现。资料来源：欧洲南方天文台宇宙中的磁场宇宙中的许多天体都有磁场，无论是行星、恒星还是星系。英国赫特福德大学（UniversityofHertfordshire）天体物理学教授詹姆斯-盖奇（JamesGeach）说："很多人可能不知道，我们的整个银河系和其他星系都布满了磁场，横跨数万光年。"他是最近发表在科学杂志《自然》（Nature）上的这项研究的第一作者。美国斯坦福大学研究员恩里克-洛佩兹-罗德里格斯（EnriqueLopezRodriguez）也参与了这项研究，他补充说："尽管这些场对星系的演化非常重要，但我们实际上对它们是如何形成的知之甚少。目前还不清楚星系中的磁场在宇宙生命的早期是如何形成的，也不清楚形成的速度有多快，因为到目前为止，天文学家只绘制了离我们很近的星系的磁场图。"这幅红外图像显示的是遥远的9io9星系，在这里可以看到一个红色的弧线围绕着附近一个明亮的星系。附近的这个星系就像一个引力透镜：它的质量使周围的时空发生弯曲，使背景中来自9io9的光线发生弯曲，因此它的形状发生了扭曲。这张彩色图片是将欧洲南方天文台（ESO）位于智利的可见光和红外天文巡天望远镜（VISTA）和位于美国的加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）拍摄的红外图像结合在一起的结果。图片来源：ESO/J.Geachetal.恒星形成的作用和未来研究现在，利用欧洲南方天文台（ESO）的合作伙伴--ALMA，Geach和他的团队在一个遥远的星系中发现了一个完全形成的磁场，其结构与在附近星系中观测到的类似。这个磁场比地球磁场弱1000倍，但却延伸了16000多光年。盖奇解释说："这一发现为我们提供了新的线索，让我们了解星系级磁场是如何形成的。在宇宙历史的这么早阶段就观测到一个发育完全的磁场，表明当年轻星系仍在成长时，横跨整个星系的磁场可以迅速形成。"研究小组认为，早期宇宙中恒星的密集形成可能对加速磁场的形成起到了一定的作用。此外，这些星场还会反过来影响后代恒星的形成方式。该发现的合著者、欧洲南方天文台天文学家罗布-艾维森（RobIvison）说，这一发现打开了"一扇了解星系内部运作的新窗口，因为磁场与正在形成新恒星的物质有关"。这段视频把我们从银河系的家带到了一个遥远的星系--9io9。我们首先看到的是可见光下的夜空，最后到达9io9星系时，我们切换到了红外光。在这里，银河系呈现出一条微弱的淡红色弧线，围绕着附近一个明亮的星系。然后我们看到的是毫米波长的9io9的ALMA图像，磁场的方向用叠加曲线表示。资料来源：ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/DESI/CFHT/N.Risinger(skysurvey.org)/J.Geachetal.探测遥远磁场的技术为了进行这项探测，研究小组搜索了遥远星系9io9中尘埃粒子发出的光线。星系中布满了尘埃粒子，当存在磁场时，尘埃粒子会趋于排列整齐，它们发出的光线也会变得偏振。这意味着光波会沿着一个偏好的方向振荡，而不是随机的。当ALMA探测到并绘制出来自9io9的偏振信号时，首次证实了在一个非常遥远的星系中存在磁场。盖奇说："任何其他望远镜都无法做到这一点。希望通过这次和未来对遥远磁场的观测，这些基本的星系特征是如何形成的谜团将开始揭开。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395473.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395473.htm