Почти 1000 таинственных нитей обнаружено в центре Млечного Пути

Беспрецедентное изображение турбулентного центра нашей галактики, полученное с помощью нового телескопа, обнаружило почти 1000 таинственных филаментов, непонятно болтающихся в космосе.

Об открытии сообщают в Северо-Западном университете, передают OstanniPodii.com.

С протяженностью до 150 световых лет одномерные нити (или филаменты) встречаются парами и скоплениями, часто уложены на равном расстоянии друг от друга, как струны на арфе. Посредством наблюдений на радиоволнах, Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета открыл высокоорганизованные магнитные нити в начале 1980-х годов. Он обнаружил, что загадочные нити состоят из электронов космических лучей, вращающихся в магнитном поле со скоростью, близкой к скорости света. Но с тех пор их происхождение остается неразгаданной тайной.

Теперь новое изображение дало возможность увидеть в 10 раз больше нитей, чем было обнаружено ранее, что позволило Юсефу Заде и его команде впервые провести статистические исследования широкой популяции нитей. Эта информация может помочь им наконец-то разгадать давнюю тайну.

Исследование было принято к публикации в The Astrophysical Journal Letters.

«Мы долгое время изучали отдельные нити с близоруким взглядом», — сказал Юсеф-Заде, ведущий автор работы. «Теперь мы наконец видим общую картину — панорамный вид, наполненный большим количеством филаментов. При исследовании нескольких филаментов тяжело сделать хоть какой-нибудь настоящий вывод о том, что они собой представляют и откуда они взялись. Это переломный момент в развитии понимания этих структур».

Юсеф-Заде является профессором физики и астрономии в Вайнбергском колледже искусств и наук Северо-Западного университета и членом Центра междисциплинарных эксплораций и исследований в области астрофизики (CIERA).

Создание изображения

Для создания изображения с беспрецедентной четкостью и детализацией астрономы потратили три года на обзор неба и анализ данных в Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO). Используя 200 часов времени на телескопе MeerKAT этой обсерватории, исследователи собрали мозаику из 20 отдельных наблюдений за разными участками неба в направлении центра галактики Млечный Путь, расположенного в 25 000 световых годах от Земли.

Полное изображение будет опубликовано в дополнительной сопроводительной статье, возглавляемой астрофизиком Оксфордского университета Ианом Хейвудом в соавторстве с Юсеф-Заде, в предстоящем выпуске The Astrophysical Journal. Наряду с филаментами на изображении видны радиоизлучения от многочисленных явлений, включая вспышки звезд, звездные питомники и новые остатки сверхновых.

«В процессе работы над этим изображением я провел много времени, разглядывая его, и никогда не устаю от него», - сказал Хейвуд. «Когда я показываю это изображение людям, которые могут быть новичками в радиоастрономии или иным образом не знакомы с ней, я всегда стараюсь подчеркнуть, что радиоизображение не всегда было таким, и что MeerKAT на самом деле является прыжком вперед с точки зрения его возможностей. Для меня было настоящей привилегией работать все эти годы с коллегами из SARAO, создавшими этот фантастический телескоп».

Чтобы рассмотреть нити в более мелком масштабе, команда Юсефа Заде использовала метод удаления фона с основного изображения, чтобы изолировать филаменты от окружающих структур. Полученная картина поразила его.

«Это как современное искусство», - сказал он. «Эти образы так красивы и богаты, и таинственность всего этого делает их еще более интересными».

Что мы знаем

Несмотря на то, что вокруг филаментов остается много секретов, Юсеф-Заде смог собрать большую часть головоломки. В своей последней работе он и его коллеги специально исследовали магнитные поля филаментов и роль космических лучей в освещении магнитных полей.

Новости по подобной теме:

		Создана самая подробная инфракрасная карта Млечного Пути
		"Уэбб" заглянул в отдаленные уголки нашей галактики
		Из отдаленных уголков Млечного Пути в гости пожаловал древний дуэт звезд

Изменение излучения, исходящее из филаментов, очень отличается от излучения недавно открытого сверхнового остатка, что позволяет предположить, что эти явления имеют разное происхождение. Исследователи обнаружили, что более вероятно, что филаменты связаны с прошлой активностью центральной сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, а не скоординированными вспышками сверхновых. Нити также могут быть связаны с огромными пузырями с радиоизлучением, которые Юсеф-Заде и его коллеги обнаружили в 2019 году.

И хотя Юсеф-Заде уже знал, что филаменты намагничены, теперь он может сказать, что магнитные поля усиливаются вдоль филаментов, что является основополагающей характеристикой, общей для всех филаментов.

«Мы впервые смогли изучить статистические характеристики нитей», - сказал он. «Изучая статистику, мы можем больше узнать о свойствах этих необычных источников».

«Если бы вы были с другой планеты, например, и встретили одного очень высокого человека на Земле, вы могли бы предположить, что все люди высокие. Но если вы проведете статистику для популяции людей вы сможете найти средний рост. Именно этим мы и занимаемся. Мы можем определить силу магнитных полей, их длину, ориентацию и спектр излучения».

Чего мы не знаем

Среди оставшихся тайн Юсеф-Заде особенно озадачен тем, как структурированы филаменты. Филаменты внутри скоплений отделены друг от друга на совершенно одинаковом расстоянии – примерно как расстояние от Земли до Солнца.

«Они почти напоминают регулярные интервалы в солнечных петлях», - сказал он. «Мы до сих пор не знаем, почему они собираются в скопления, не понимаем, как они разделяются, и мы не знаем, как возникают эти регулярные интервалы. Каждый раз, когда мы отвечаем на один вопрос, возникает множество других».

Юсеф-Заде и его команда до сих пор не знают, движутся ли филаменты, или изменяются со временем, или что заставляет электроны ускоряться с такой невероятной скоростью.

«Как можно ускорить электроны до скорости, близкой к скорости света?», - спрашивает он. «Одна из идей состоит в том, что на конце этих филаментов есть некоторые источники, ускоряющие эти частицы».

Что дальше

В настоящее время Юсеф-Заде и его команда идентифицируют и каталогизируют каждый филамент. Угол, кривая, магнитное поле, спектр и интенсивность каждой нити будут опубликованы в дальнейшем исследовании. Понимание этих свойств даст астрофизикам больше подсказок по поводу неуловимой природы филаментов.

Телескоп MeerKAT, запущенный в июле 2018, продолжит раскрывать новые секреты.

«Мы, безусловно, на шаг ближе к более полному пониманию», – говорит Юсеф-Заде. «Но наука – это серия прогрессов на разных уровнях. Мы надеемся, что мы достигнем сущности, но необходимы дополнительные наблюдения и теоретический анализ. Полное понимание сложных объектов требует времени».

Исследование «Статистические свойства популяции филаментов галактического центра: спектральный индекс и равнораспределенное магнитное поле» было поддержано NASA и Национальным научным фондом США.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Млечный Путь