银河平面中前所未见的环状结构

/ 银河平面中前所未见的环状结构

射电天文学为我们窥探不可见宇宙打开了一扇窗口。

虽然我们的眼睛能感知可见光，但宇宙中很多天体释放的辐射波长远超可见光，位于电磁波谱的射电波段。当可见光被星际尘埃阻挡时，射电波却能畅通无阻地穿透，看到传统望远镜完全看不到的天体。此外，相较于其他波长，射电波更易穿透地球大气层，由此地面射电天文台就成了探索宇宙的卓越工具。

MeerKAT射电望远镜。

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南非MeerKAT射电望远镜便是其中典范——这套由64根天线组成的网络，分布区域达8公里。在1.3GHz频率下，它能捕获到银河平面中前所未见的环状结构。令人惊讶的是，部分环状结构仅在射电观测中显现，其他波段均无对应信号。近五分之一环状结构的中心存在射电点源，表明其内部可能存在活跃的恒星活动。

这些神秘圆环的起源贯穿恒星演化的全过程：有些圆环可能是行星状星云——由垂死恒星遗留气体与尘埃残骸组成；另一些可能是恒星爆炸形成的膨胀外壳。研究人员还推测，许多环状结构由大质量星的强劲星风将外层物质吹散而成。

除恒星起源外，部分环状结构可能存在更奇特的解释：可能是受引力透镜效应扭曲的遥远星系，甚至可能是奇异的射电圈——不过这是一种新发现的事物，其性质仍有待讨论。

这些发现表明，我们对银河系天体的认知仍存在巨大空白，而以MeerKAT为代表的新一代射电望远镜正在揭示以往观测无法探测到的天体种群。每个环状结构都承载着恒星演化、死亡以及塑造银河系复杂过程的故事，等待着天文学家破译其信息。相关研究已发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上。

来源 / https://phys.org/news/2025-10-exploring-hidden-milky.html

/地球变暖的同时也会变“聋”？

最近，研究人员发现，大气中二氧化碳浓度的上升可能会导致未来短波无线电通信中断，涉及空中交通管制、海事通信和无线电广播等系统。

众所周知，大气中二氧化碳浓度的增加会导致地球表面变暖，但在海拔100千米高的电离层中发生的变化却不同——那里正在冷却。

图为地球，紫色描绘的是无线电波。

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这种降温并非好事。它降低了电离层的空气密度，加速了风的循环，而这些变化会影响卫星和空间碎片的轨道和寿命，还会干扰无线电通信。

比如，有一种现象名为“偶发E层”或“Es”，指的是电离层E层底部（90—120km高度范围）持续数小时呈不均匀分布的高电子密度薄层。顾名思义，它是偶发的，很难预测。然而，当它们发生时，就会干扰高频和甚高频的无线电通信。

研究结果表明，在高浓度二氧化碳环境下，偶发E层往往会变得更强、发生高度更低，且夜间持续时间更长。研究指出，有鉴于此，电信行业需要制定长期规划，充分考虑全球变暖和气候变化对其未来运营的影响。可见，全球变暖的影响不仅限于地球，更延伸至太空深处。相关研究已发表在Geophysical Research Letters上。

来源/ https://phys.org/news/2025-10-global-worsens-space- communications.html

/我们仍在等待下一次银河系超新星的出现

古老的天文观测记录得以重见天日令人欣喜——这些记录不仅能验证或推翻已知的历史天文事件，更能描述早期观测者实际所见。最近发表在arXiv预印本平台上的一项研究援引了两部阿拉伯文献，其中可能记载了银河系内两次著名的超新星爆发：一次发生于公元1006年，另一次则在1181年。

我们经常能在遥远星系中观测到宇宙深处的超新星，但在银河系内，超新星实属罕见。最近一次——1604年的开普勒星——发生在望远镜普及之前。四个多世纪过去了，我们仍在等待下一次银河系超新星的出现。

图为行星状星云Pa 30，它是超新星SN 1181的疑似天体之一。

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公元1006年与1181年的两场历史性超新星爆发在天空中极为醒目，当时近东与远东地区的观测者均有记录。其实，对于超新星SN 1181，以前只有中国和日本的记录，所以任何包含天文细节的新报告都很重要，因为该超新星残骸的观测位置及其具体坐标至今仍存争议。新研究发现，伊本·萨纳·穆尔克 （Ibn Sanā' al-Mulk） 所写的阿拉伯诗歌中就有关于这颗1181年超新星的信息，文本中的关键行翻译为：

“我看到地球表面的一切由于你的正义而增加了数量;现在，连天上的星星（anjum）的数量也增加了。（天空）用一颗星星（najm）装饰自己;不，它透过它微笑，因为谁对一件令人愉快的事情感到高兴，谁就会微笑。

这里面不仅提供了恒星位置的信息，可能还记载了其亮度（比仙后座里的恒星更明亮）——这意味着其亮度达到0等，肉眼即可观测。

至于超新星SN 1006，它非常明亮，峰值亮度可能达到惊人的-7等，其光度足以在白昼天空中也能看到。但由于其位置过于偏南，欧洲观测者大多未能捕捉到这一天象。

超新星研究对现代天文学和天体物理学至关重要。超新星是物质循环的关键环节，它将重元素释放回宇宙，太阳系附近一次古老的超新星事件甚至可能是人类直立行走的进化契机。尽管近距离的“千新星”会给地球带来灾难性后果，但目前我们还处于安全范围内——最著名的“候选”超新星参宿四距离地球约500光年，就算爆发了也不会给我们带来伤害。所以当下，我们只能通过历史文献追溯这些远古超新星的辉煌，静待下一颗璀璨的银河系超新星点亮夜空——但愿我们能在有生之年见证这一壮观景象。

来源 / https://phys.org/news/2025-10-arab-scholars-supernovae-ad.html

/黑洞牌“胶水”

Segue 1是一个小而不起眼的矮星系，距离我们较近，仅包含寥寥数颗恒星——太少了，无法提供足够引力使其免于散逸到宇宙空间中。长期以来，学界一直认为矮星系的主要结合力来自一种名为暗物质的神秘物质所产生的引力。

然而最近一项新研究颠覆了这一假设，从而挑战了天文学家对矮星系的认知：Segue 1星系的核心并非暗物质，而是一个巨型黑洞，它的引力为星系提供了粘合剂，将恒星牢牢束缚在一起。

图为Segue 1星系。

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Segue 1距离我们只有75000光年，是银河系的近邻。正因如此，引力远强于它的银河系正持续将Segue 1中的恒星吸入自身，这一过程被称为“潮汐剥离”。被剥离的恒星散布于Segue 1各处，其外围区域主要由外迁恒星构成。通过测量外围恒星的数量，研究人员筛选出受银河系引力影响的恒星。接着，研究小组绘制了剩余恒星的速度和方向，然后发现靠近星系中心的恒星正沿着快速紧凑的轨道运行——这是黑洞存在的标志性特征。

更令人兴奋的是黑洞的巨大尺寸：据估计，这一黑洞的质量是太阳的45万倍，大约是Segue 1中所有恒星质量总和的10倍。但在多数星系中，中心黑洞的质量通常不会超过恒星总和。黑洞质量与宿主星系质量存在强关联性，而Segue 1中的黑洞远超预期值。如果Segue 1的情况不是个例，那么科学家们将不得不重写这类系统的演化理论。

关于Segue 1形成的一个可能解释是，它曾是拥有更多恒星的庞大星系。然而，随着时间推移，银河系掠走了大部分恒星，剩下的则寥寥无几。另一种可能性是，Segue 1类似于新发现的“小红点”——这类星系似乎在形成巨型黑洞的同时仅孕育极少恒星。“小红点”们位于宇宙最遥远的角落，难以研究。而Segue 1作为近邻天体，或许能让天文学家观察到“小红点”星系内部正在发生的演化过程。

无论是哪种解释，Segue 1都对目前学界关于矮星系的认知提出了一个有趣的挑战。事实证明，好物不在个大，小事物也能带来大惊喜。相关研究已发表在The Astrophysical Journal Letters上。

来源 / https://phys.org/news/2025-10-tiny-galaxy-big-black-hole.html

/我们会在这里找到暗物质吗？

近日，中国科学技术大学基于超导量子比特体系，提出可扩展的暗物质搜寻架构，并在多比特超导量子芯片上完成原理性实验验证。

现代天文学与宇宙学观测表明，暗物质约占宇宙总质量25%。近年来，以轴子和暗光子为代表的超轻玻色子暗物质成为备受关注的暗物质候选者。理论预言，超轻暗物质的可能质量范围约为1至100μeV，且与普通物质之间仅存在极微弱的相互作用。国际上已开展一系列超轻暗物质搜寻的实验研究，但面临测量范围与探测灵敏度难以兼顾的技术挑战。

图中（a）为可扩展的暗物质搜寻架构的预期界限；（b）为原理性验证实验给出的界限。

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随着国际上新光谱巡天项目的建成和新技术的发展，该研究提出利用超导量子比特直接搜寻超轻暗物质的实验架构。研究利用微纳加工技术，在单个芯片上集成多个频率可调的超导量子比特，形成可扩展的暗物质搜寻架构。这一架构可对暗物质多能区同步开展高灵敏扫描探测，有望解决测量范围与灵敏度难以兼顾的问题。同时，研究设计制作了三比特超导量子芯片，可同时对15.632-15.638、15.838-15.845及16.463-16.468µeV三个能区的暗光子进行搜寻，并给出相应区间内最严格的暗光子-光子耦合界限。研究发现，实验结果相较此前基于天文观测的界限提升了1至2个数量级。

这一工作展示了超导量子比特在粒子物理领域的应用前景，为未来实现更宽质量区间、更高精度的暗物质探测奠定了基础。相关研究已发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

来源：中国国家天文

编辑：测不准的小阳

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