天文学家发现距离我们约1200万光年的致密射电信标

天文学家发现了一个新的天体——位于NGS 4945星系中、距离我们约1200万光年的致密射电信标。它发出的光偏振程度几乎达到了不可思议的程度，暗示着它拥有一个完美排列的磁场。该天体被昵称为“点”（Punctum）；它发出的信号如此清晰精确，如同灯塔的光束穿透迷雾般清晰可见。

该天体是在对名为 NGC 4945 的星系进行观测时发现的

在一项开创性的新研究中，智利迭戈波塔莱斯大学天体物理研究所的天文学家利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA)，在对星暴星系 NGC 4945 进行 3 波段观测 (92-104 GHz) 时首次发现了这个新天体。当时，研究人员正在观察该星系明亮活跃的核心，这时他们发现了意想不到的东西。

该源并非像典型的脉冲星那样发出脉动的“心跳”，而是发出稳定的射电信号，异常致密且高度极化。这种组合无法被准确归类到任何已知的宇宙天体类别中。研究团队将其命名为“点”（Punctum），拉丁语意为“点”，因为它在银河系的混沌中，如同针尖般突兀，却又难以秩序井然。

“这些已知类型中没有一个能与‘点’的属性组合完全匹配，”该发现的主要作者埃琳娜·沙布洛文斯卡娅博士在给《新阿特拉斯》的一封电子邮件中说道。“因此，现阶段我们实际上是在‘路灯下’寻找已知物体，同时对新奇事物保持开放态度。”

正常情况下，光在空间中传播时会发生混乱散射，其电场和磁场会沿随机方向振动。当这些振动沿单一方向排列时，就会发生偏振，这种情况通常只在非常特殊的条件下发生，例如当光穿过均匀磁场时。

“在约100 GHz的频率下，约50%的线性偏振度非常高，”沙布洛文斯卡娅博士向《新阿特拉斯》杂志解释道，“因为在大多数宇宙源中，我们探测到的光来自许多磁场方向不同的区域，因此偏振度会趋于平均。如此高的比例意味着我们看到的辐射来自磁场非常均匀的区域，而通常会模糊或旋转偏振度的效应在这些波长下很弱。”

为了更好地理解这种非同寻常的偏振，不妨想象一下海浪翻滚的景象。通常情况下，它们会在岩石、礁石和风向变化的推拉下，向不同的方向散射、破碎或扭转。然而，Punctum 发出的光却像一连串永不停歇的海浪冲击着海岸，永不改变阵型。从宇宙学的角度来看，这意味着引导光的磁场异常笔直。大多数磁场会混乱地扭曲，扰乱信号，而 Punctum 发出的磁场则高度对齐。

对于一个遥远的射电源来说，维持50%±14%的极化不仅非凡，而且接近完美均匀磁场中同步辐射的理论最大值（约70%）。这意味着“点”的环境异常有序。这种结构水平要么指向高度稳定的磁场，要么指向一种不寻常的发射机制，或许与磁星等极端天体物理引擎有关。

到目前为止，美国宇航局的钱德拉 X 射线天文台还没有发现 X 射线对应物，澳大利亚望远镜致密阵列 (ATCA) 也没有发现厘米级射电源，因此 Punctum 在这些波长下实际上是不可见的。

那么，Punctum 是什么呢？

一种假设是，它可能是一颗年轻、高能的脉冲星，其光束异常稳定。但它缺乏特征性的“心跳”脉冲，这挑战了这一假设。另一种可能性是，它是一颗磁星——一种罕见的中子星，其磁场强度是地球磁场的数万亿倍——处于一种异常的发射状态。

“从已知的类别来看，最有可能的选项是年轻、高度磁化的超新星遗迹或中子星系统（例如磁星），或是大质量磁星的极端状态，”沙布洛文斯卡娅说道。“换句话说，我们预期会出现一个拥有强大有序磁场的恒星相关天体——中子星、年轻超新星遗迹和磁性大质量恒星都是明显的候选对象。”

换句话说，Punctum 的行为方式与它的两个更为人熟知的“表亲”不同，而这正是它如此吸引人的原因。

无论其本质如何，点状星云的偏振特性远非仅仅是个奇观。通过研究光在穿越星际空间时偏振的变化，天文学家可以绘制出原本不可见的、贯穿宇宙结构的磁场图。

“即使 Punctum 不是一个全新的类别，它也已经展示了一些新的东西：紧凑、高度极化的毫米波源可以存在于尘埃、恒星形成的核心中，并且在光学、X 射线或无线电波长下是不可见的，”Shablovinskaia 博士说。

这很重要，因为毫米波偏振测量技术使我们能够直接观察星暴区域深处的磁场——而磁场强烈地影响着恒星的形成、气体的运动以及能量向周围介质的释放。如果存在大量这样的隐藏天体，我们可能就会错过星系中心重要的能量活动；发现更多这样的天体将改变我们对磁能及其在星系生命中的作用的认识。

如果能找到更多像“点点”这样的天体，它们或许能成为一种新型星系制图的路标，揭示我们用光学望远镜无法观测到的结构。这种可能性取决于一个关键的未知数：‘点点’是独一无二的，还是众多同类天体中的第一个？

有助于回答这些问题的后续观察已在进行中。

“我们需要协调一致的多波长后续行动，”沙布洛文斯卡娅解释说。她指出，高分辨率ALMA偏振测量、甚长基线干涉测量、灵敏的射电成像，甚至詹姆斯·韦伯太空望远镜的红外搜索都是后续的关键步骤。

她指出：“综合起来，这些观测结果将为我们提供其大小、光谱、偏振行为以及红外/射电对应物等信息，从而确定 Punctum 是磁星、年轻超新星遗迹、磁星还是其他什么。”

如果未来的观测显示出变化，它可能指向脉冲星或旋转中子星。但如果它继续保持稳定，则可能预示着更为不寻常的事情。

目前，“点”就像天空中一个明亮的问号。它清晰、坚定的信号既为我们理解宇宙磁骨架的构成方式提供了充满希望的线索，也带来了挑战。正如指南针可以指示地球磁场一样，“点”或许是众多宇宙灯塔中的第一个，它们将指引我们探索绘制塑造星系的无形力量的新方法。

该团队的研究成果在《天文学与天体物理学》杂志发表之前，已在 arXiv 上以预印本的形式发布。