科学家们发现了一个破纪录的伽马射线源,但没有可见的心脏

科学家们发现了一个破纪录的伽马射线源,但没有可见的心脏

在Ks滤波器中,LHAASO近红外场J2108+5157。叠加的是费米-LAT(白色椭圆)、HAWC(绿色椭圆)和LHAASO(分别用于KM2A和WCDA探测器的白色和黄色虚线椭圆)探测的部分置信区。射电候选微类类星体的位置与所有VHE/UHE探测一致,并用绿色叉标记。图片来源:uux.cn/arXiv(2026年)。DOI:10.48550/arxiv.2602.11148

(神秘的地球uux.cn)据今日科学新闻:在浩瀚天空的某处,有一股辐射源正以极端的能量将粒子抛向空间,难以轻易解释。它被称为LHAASO J2108+5157,这个称呼听起来冷静而遥远。然而,这个名字背后隐藏着现代高能天文学中最令人费解的谜团之一。

这个物体不仅仅是另一个遥远的闪烁。它发射的伽马射线能量高于100太电子伏特(TeV),属于罕见的超高能(UHE)伽马射线源类别。作为背景,天文学家将发射光子介于100 GeV至100 TeV之间的源体归类为超高能(VHE)发射体。但一旦这些光子超过100 TeV,就会进入更极端的类别。这正是这个源所处之地——科学家们仍在努力理解的物理领域。

自2021年发现以来,LHAASO J2108+5157一直拒绝透露其身份。它在伽马射线中闪耀得异常强烈,但在其他波段——无线电、光学、红外——似乎消失了。仿佛那里发生着强大的事,但驱动它的引擎却藏在黑暗中。

这一发现引发了更多疑问而非答案

故事始于大型高空空气簇射观测站(LHAASO)的合作。2021年,在一次天空巡天中,该天文台探测到LHAASO J2108+5157,作为发射功率超过100 TeV的信号源。仅此一点就让它变得非凡。

但真正让它与众不同的是天文学家们未曾察觉的。

在LHAASO巡天中,该天体是唯一一个没有明确识别且波长较长的对应天体。无线电信号不清晰。没有明显的光学光晕。没有强烈的红外特征。它是一台强大的伽马射线信标,在更广泛的电磁波谱中没有可见锚点。

因此,它赢得了作为乌斯托尔天际宇宙中最神秘天体之一的声誉。

由于没有已知的距离,没有明确的天体物理结构,也没有符合现有星系模型的标准解释,LHAASO J2108+5157成了一个挥之不去的谜题。证据的缺失不是沉默——而是一种邀请。

转向无形:近红外猎杀

由哈恩大学何塞普·马蒂领导的西班牙天文学家团队决心深入探究,决定以新方式调查这一谜团。如果光学光束没有发现任何信息,近红外(NIR)观测或近红外或能揭示被尘埃或距离遮蔽的隐藏结构。

团队对LHAASO周边区域进行了系统的近红外研究,该区域包括J2108+5157。他们将档案数据集与西班牙卡拉尔阿尔托天文台(CAHA)进行的专门观测相结合。

他们的动机很明确。由于该源在射电、光学或红外波段缺乏对应信号,加上标准银河系情景的不完整可行性和未知的距离,使其成为一个引人入胜的科学谜题。如果存在足够高能产生超高能伽马射线的能量,那么其环境的痕迹肯定会在红外线中显现。

他们希望发现的是暴力宇宙过程的迹象。因能量相互作用而发光的受电气体。类似超新星遗迹的结构。延伸的星云辐射可能暗示着强大的中央引擎扰动了周围环境。

然而,黑暗依然存在。

一个意想不到的候选人

近红外观测未发现震荡气体的迹象。没有类似超新星残骸的剧情弧线。没有发光的星云在场地上蔓延。宇宙景观乍一看,出奇地安静。

但有一个显眼的物体。

数据中显示了一个扩展的双极无线电源。其结构显示出双侧喷流和非热光谱指数,这些特征立即引起了关注。这种形态特征可以与能够加速粒子达到高能的能量系统相关。

一些研究人员最近提出,这个射电源可能是微型类星体——一种以发射喷气流和产生高能辐射而闻名的系统。如果这是真的,可能解释LHAASO J2108+5157观测到的超高能伽马射线。

一时间,似乎谜团终于开始消散。

仔细观察,故事会改变

马蒂的团队仔细审查了这台双极性无线电源。如果它是银河系微型类星体,其近红外特性应与该身份相符。或者,它可能是附近的无线电星系,另一种能够发射喷气流的高能天体。

但数据拒绝支持任何一种情景。

近红外特性排除了源头是银河微型类星体的可能性。他们也排除了它是与伽马射线发射相关的附近无线电星系的想法。

相反,天文学家们得出了一个更为严肃的结论。该射电源几乎可以确定是一个无关背景射电星系。其吸积核心本质上显得微弱,其形态——引人注目且如喷气状——曾在以往研究中引发混淆。

换句话说,最有希望的嫌疑人竟然是一名无辜的旁观者。

尽管双极喷流看起来很夸张,但几乎可以肯定不是超高能伽马射线的来源。这种表面上的排列只是宇宙的巧合。

沉默依旧

经过数月的分析和仔细交叉核对,团队得出了一个既诚实又令人沮丧的结论。

在LHAASO位置不确定性范围内,没有一个天体能令人满意地解释观测到的伽马射线发射。

但没有令人信服的对应者出现。

超高能光子不断抵达,像未知引擎的无声信使。然而,当天空在近红外光线下观察时,却无法明确说明是什么产生了这些现象。

谜团依然未解。

为什么这比单一来源更重要

人们可能会把这看作是负面结果——一次未能找到目标的搜索。但在科学中,明确某物不是什么,可能和发现它是什么同样重要。

超高能伽马射线源代表了宇宙中一些最极端的环境。理解它们对于拼凑自然界如何加速粒子达到非凡能量至关重要。每个未被识别的源头都挑战现有模型,迫使天文学家质疑关于宇宙加速器的假设。

LHAASO J2108+5157 尤为重要,因为它在一个关键方面独立存在:它在较长波长下没有被明确识别的对应物检测到。这种缺失凸显了我们理解中的空白。如果已知的类别如超新星遗迹、微类星体或射电星系无法解释它,那么要么我们的模型不完整,要么存在完全意想不到的因素。

这项新研究并未带来科学家们期望的突破性成果。但它确实会优化搜索。它消除了诱人的解释,强化了更深层、更敏感观察的理由。

在宇宙浩瀚的舞台剧中,一些演员走进聚光灯下,完全被照亮。另一些则笼罩在阴影中,仅通过间接信号显现。LHAASO J2108+5157属于后者——一台强大且无形的发动机,仅通过超高能光芒的洪流宣告存在。

在天文学家找到这道光源之前,这个谜团将继续在黑暗中闪耀,促使我们更仔细地观察,深入思考,质疑我们对宇宙最极端角落所知的认知。

研究详情

Josep Martí 等人,揭露 LHAASO J2108+5157:神秘 TeV 源的近红外洞察,arXiv(2026)。DOI:10.48550/arxiv.2602.11148




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