银河系湍流中心前所未有的新望远镜图像揭示了近 1000 条神秘的股线，莫名其妙地悬在太空中。

长达 150 光年的一维股线(或细丝)成对和成簇地被发现，通常等距堆叠，像竖琴上的琴弦一样并排排列。西北大学的 Farhad Yusef-Zadeh 通过对无线电波长的观察，在 1980 年代初发现了高度组织化的磁丝。他发现，神秘的细丝包括以接近光速旋转磁场的宇宙射线电子。但从那以后，它们的起源一直是一个未解之谜。

现在，新图像所暴露的细丝数量是之前发现的 10 倍，这使 Yusef-Zadeh 和他的团队首次能够对广泛的细丝群体进行统计研究。这些信息可能会帮助他们最终解开长期存在的谜团。

该研究现已在线提供，并已被《天体物理学杂志快报》接受发表。

该论文的第一作者 Yusef-Zadeh 说：“我们长期以来一直以短视的眼光研究单个细丝。” “现在，我们终于看到了大局——一幅充满大量细丝的全景图。仅仅检查几根细丝就很难得出关于它们是什么以及它们来自哪里的任何真正结论。这是进一步推进我们的分水岭。了解这些结构。”

Yusef-Zadeh 是西北大学温伯格文理学院物理学和天文学教授，也是天体物理学跨学科探索与研究中心 (CIERA) 的成员。

构建图像

为了以前所未有的清晰度和细节构建图像，天文学家花了三年时间在南非射电天文台 (SARAO) 调查天空并分析数据。研究人员在 SARAO 的 MeerKAT 望远镜上使用 200 小时的时间，拼凑出 20 次单独观测到的银河系中心的天空不同部分的马赛克，距离地球25,000光年。

完整的图像将发表在另一篇由牛津大学天体物理学家 Ian Heywood 领导并由 Yusef-Zadeh 合着的论文中，该论文将在即将出版的《天体物理学杂志》上发表。除了细丝，该图像还捕捉到了许多现象的无线电发射，包括爆发的恒星、恒星托儿所和新的超新星遗迹。

“在制作过程中，我花了很多时间查看这张图片，我从不厌倦它，”海伍德说。“当我向那些可能是射电天文学新手或不熟悉它的人展示这张照片时，我总是试图强调射电成像并不总是这样，而 MeerKAT 在它的多年来与建造这台出色望远镜的 SARAO 的同事一起工作真是一种荣幸。”

为了更精细地查看细丝，Yusef-Zadeh 的团队使用了一种技术从主图像中去除背景，以便将细丝与周围结构隔离开来。由此产生的画面让他大吃一惊。

“这就像现代艺术，”他说。“这些图像是如此美丽和丰富，而这一切的神秘使得它更加有趣。”

我们所知道的

尽管围绕细丝的许多谜团仍然存在，但 Yusef-Zadeh 已经能够拼凑出更多的谜题。在他们最新的论文中，他和他的合作者专门探索了灯丝的磁场以及宇宙射线在照亮磁场中的作用。

从灯丝发出的辐射变化与新发现的超新星遗迹的变化非常不同，这表明这种现象有不同的起源。研究人员发现，这些细丝更有可能与银河系中央超大质量黑洞过去的活动有关，而不是与超新星的协同爆发有关。这些细丝还可能与 Yusef-Zadeh 及其合作者在 2019 年发现的巨大的无线电发射气泡有关。

而且，虽然 Yusef-Zadeh 已经知道细丝被磁化，但现在他可以说磁场沿着细丝被放大，这是所有细丝共有的主要特征。

“这是我们第一次能够研究细丝的统计特征，”他说。“通过研究统计数据，我们可以更多地了解这些不寻常来源的特性。

“例如，如果你来自另一个星球，并且你在地球上遇到了一个非常高的人，你可能会认为所有人都很高。但如果你对一群人进行统计，你可以找到平均身高。这正是我们正在做。我们可以找到磁场的强度、长度、方向和辐射光谱。”

我们不知道的

在剩下的谜团中，尤瑟夫-扎德对细丝的结构特别感到困惑。簇内的灯丝以完全相等的距离彼此分开——大约是从地球到太阳的距离。

“它们几乎类似于太阳能回路中的常规间距，”他说。“我们仍然不知道它们为什么会成群出现或了解它们是如何分离的，我们也不知道这些规则间距是如何发生的。每次我们回答一个问题时，都会出现多个其他问题。”

Yusef-Zadeh 和他的团队仍然不知道灯丝是否会随着时间移动或变化，或者是什么导致电子以如此难以置信的速度加速。

“你如何以接近光速的速度加速电子?” 他问。“一个想法是在这些细丝的末端有一些来源正在加速这些粒子。”

下一步是什么

Yusef-Zadeh 和他的团队目前正在识别和编目每根细丝。每个灯丝的角度、曲线、磁场、光谱和强度将在未来的研究中公布。了解这些特性将为天体物理学界提供更多关于细丝难以捉摸的性质的线索。

2018 年 7 月发射的 MeerKAT 望远镜将继续揭开新的秘密。

“我们肯定离更全面的理解更近了一步，”Yusef-Zadeh 说。“但科学是一系列不同层面的进步。我们希望能够深入了解它，但需要更多的观察和理论分析。对复杂物体的全面了解需要时间。”

这项名为“银河中心细丝种群的统计特性：光谱指数和均分磁场”的研究得到了 NASA 和国家科学基金会的支持。