我們都知道大能量的爆炸通常會出現衝擊波,比如大級別炸彈爆炸、火山噴發、核彈爆炸就會產生衝擊波,這種波以音速從爆炸點向外推進,其破壞力相當強大,距爆炸點距離較近的地方房屋和樹木都會被摧毀和折斷,比如前段時間湯加火山爆發時,產生的衝擊波環繞了整個地球,這個衝擊波在整個太平洋以及大西洋部分地區都引發了海嘯現象。
↑核彈爆炸形成衝擊波場景,外圍圓盤狀即衝擊波。
↑湯加火山爆發後形成的衝擊波在地球大氣層擴散的情景。
湯加火山製造的環球衝擊波是人類首次實時觀測到的環繞整個地球大氣層的衝擊波,這種衝擊波足夠巨大了,但是和本文要講的衝擊波相比,卻可以小到忽略不計,因為本文要講的是一個宇宙天體級別的衝擊波,天文觀測數據顯示這個衝擊波長達650萬光年,正面衝擊面積大如60個銀河系,至今仍在以每秒1500公里的速度擴張。
↑宇宙中已知最大的衝擊波觀測渲染圖
這次個天文發現來自於德國漢堡大學主導的一個國際天文學科研小組,他們使用南非的MeerKAT射電望遠鏡觀測到這道正在快速推進的巨大沖擊波,其位於距離我們8億光年外的阿貝爾3667星系團,天文學家們認為這是迄今為止人類觀測到的長度最長,規模最大的衝擊波,從其源頭來看,這股衝擊波已經向外擴張了650萬光年,衝擊波正面擴展面積相當於60個銀河系,前鋒的推進速度可達每秒1500千米,一小時就擴張540萬公里,多項數據都讓人歎為觀止。
↑該衝擊波的對稱結構,中間是爆發源
一個衝擊波怎麼會這麼巨大呢?到底是怎樣形成的呢?科學家分析認為這個巨型衝擊波是星系團合併的產物,也就是説在多個星系撞擊到一起時產生的巨大爆炸中形成的。
星系都是宇宙中的龐大天體,比如我們所在的銀河系,它是一個棒旋星系,其直徑高達16萬光年,其中有着多達1000億~4000億顆恆星,更有無數的行星、衞星、小行星和星雲等,總質量高達太陽質量的8900億倍,而銀河系的鄰居仙女座星系的規模又比銀河系大了一倍,本星系羣中最大的M87星系的規模又是銀河系和仙女座星系相加的好幾倍,如此質量的天體當然也有着強大的引力,天文學家們早就發現銀河系和仙女座星系正在相互靠近,大約在20億~40億年後,這兩大星系將會撞擊到一起,而實際上很多星系本就是更小星系相互撞擊結合成的,我們所在的銀河系就被認為是數百個較小的星系匯合而成。
所以,星系的碰撞與合併在宇宙中是很平常的事情,而在星系團合併的過程中,恆星間的引力場都會改變,個別恆星等天體會撞擊到一起,黑洞會撕裂一些恆星等天體,星雲等天體還會與星系高温等離子體相互作用,所以當星系撞擊在一起時,也可以看出這兩團巨大的能量撞在了一起,於是就會產生衝擊波,而當擁有許多星系的星系團撞擊在一起時,那衝擊波的規模當然也會更大了。
阿貝爾3667星系團包含有至少550個星系,這樣多的星系撞擊在一團,肯定會激發出規模巨大的宇宙衝擊波,形成一種壯觀的宇宙天象。
研究者們還通過觀測發現這道衝擊波擁有非常複雜的結構,其中某些部分有着類似加速器的功能,能夠把電子加速到接近光速的幅度上,這種加速粒子的能力讓研究者們也大感出乎意料,而之所以能發現這個衝擊波,也是因為這些被加速的電子在穿越磁場時會在射電波段上產生長波輻射,而射電望遠鏡是可以觀測到這種長波輻射的。
參考資料:
《環球網》2月23日文章《天文學家發現已知宇宙最大沖擊波,長達650萬光年》