Беспрецедентное новое изображение телескопа показывает почти 1000 таинственных нитей в центре Млечного Пути.

Мозаичное изображение центра Млечного Пути, полученное радиоволнами. Магнитные усы — это большие вертикальные косые черты по всему изображению. Предоставлено: Северо-Западный университет.

«Поворотный момент в нашем понимании этих структур», — говорит исследователь.

Беспрецедентное новое телескопическое изображение Млечный Путь В бушующем галактическом центре обнаружилось почти 1000 загадочных нитей, необъяснимо болтающихся в пространстве.

Охватывая до 150 световых лет, одномерные струны (или струны) встречаются парами и группами, часто уложенными на равных расстояниях, бок о бок, как струны на арфе. Используя наблюдения в радиодиапазоне, Северо-Западный университетВысокоорганизованные магнитные нити были обнаружены Фархадом Юсефзаде в начале 1980-х годов. Он обнаружил, что таинственные нити состоят из электронов космических лучей, которые двигают магнитное поле со скоростью, близкой к скорости света. Но с тех пор их происхождение остается неразгаданной загадкой.

Теперь новое изображение выявило в десять раз больше лидов, чем было обнаружено ранее, что позволило Юсефзаде и его команде впервые провести статистические исследования по широкому кругу лидов. Эта информация, вероятно, поможет им разгадать давнюю загадку.

Исследование теперь доступно в Интернете и было принято к публикации Письма из астрофизического журнала.^[1]

Фархад Юсефзаде. Предоставлено: Северо-Западный университет.

«Мы долгое время изучали отдельные нити с близорукой точки зрения», — сказал Юсефзаде, ведущий автор статьи. «Теперь мы, наконец, видим общую картину — панорамный вид, заполненный множеством нитей. Простое изучение нескольких нитей затрудняет какой-либо реальный вывод о том, что они собой представляют и откуда взялись. Это поворотный момент в дальнейшем наше понимание этих структур».

Юссефзаде — профессор физики и астрономии Школы искусств и наук им. Вайнберга Северо-Западного университета и член Центра междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA).

конструктор изображений

Чтобы создать изображение с беспрецедентной четкостью и детализацией, астрономы потратили три года на сканирование неба и анализ данных в Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO). Используя 200 часов телескопа SARAO MeerKAT, исследователи составили мозаику из 20 отдельных наблюдений за различными участками неба в направлении центра Млечного Пути, находящегося на расстоянии 25 000 световых лет от Земли.

Полная картина будет опубликована на дополнительном листе^[2] — под руководством астрофизика из Оксфордского университета Яна Хейвуда и в соавторстве с Юсефзаде — в следующем выпуске журнала Астрофизический журнал. Помимо нитей, изображение фиксирует радиоизлучение многих явлений, в том числе взрывающихся звезд, звездных яслей и новых остатков сверхновых.

Мы долгое время изучали отдельные нити с близорукой точки зрения. Теперь мы, наконец, видим большую картину — панорамный вид, наполненный обилием нитей. Это поворотный момент в нашем понимании этих структур».
— Фархад Юсефзаде, астрофизик

«Я провел много времени, глядя на эту картину, работая над ней, и она мне никогда не надоедает», — сказал Хейвуд. «Когда я показываю это изображение людям, которые могут быть новичками в радиоастрономии или незнакомы с ней, я всегда стараюсь подчеркнуть, что радиоизображение не всегда было таким, и что это действительно прорыв с точки зрения возможностей. было настоящей привилегией работать на протяжении многих лет. Вместе с коллегами из Сарао мы построили этот замечательный телескоп».

Чтобы отобразить лиды в более мелком масштабе, команда Юсуфзаде использовала метод удаления фона с основного изображения, чтобы изолировать лиды от окружающих структур. Получившееся изображение ошеломило его.

«Это похоже на современное искусство», — сказал он. «Эти изображения настолько красивы и богаты, а таинственность, которая их окружает, делает их еще более интересными».

Что мы знаем

В то время как многие загадки, связанные с нитями, остаются, Юсефзаде удается собрать воедино большую часть головоломки. В своих последних исследованиях он и его сотрудники специально изучали магнитные поля нити и роль космических лучей в освещении магнитных полей.

Дисперсия в излучении, испускаемом нитями, сильно отличается от таковой в недавно открытых остатках сверхновых, что указывает на то, что явления имеют разное происхождение. Исследователи обнаружили, скорее всего, что нити связаны с прошлой активностью центральной сверхмассы Млечного Пути. Черная дыра Вместо скоординированных взрывов сверхновых. Зацепки также могут быть связаны с массивными радиоизлучающими пузырями, которые Юсефзаде и его сотрудники обнаружили в 2019 году.

И хотя Юссефзаде уже знал, что нити намагничиваются, теперь он может сказать, что вдоль нитей усиливается магнитное поле — фундаментальное свойство, присущее всем нитям.

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

«Если вы, например, с другой планеты и встречаете на Земле очень высокого человека, вы можете предположить, что все люди высокие. Но если вы ведете статистику для группы людей, вы можете найти средний рост. Это точно что мы делаем. Мы можем найти силу магнитных полей, их длины, направления и спектр излучения».

Чего мы не знаем

Среди оставшихся загадок Юсефзаде особенно озадачен тем, как появились нити. Нити внутри скоплений удалены друг от друга на точно равные расстояния — примерно на расстояние от Земли до Солнца.

Набор в стиле арфы. Предоставлено: Северо-Западный университет.

«Это похоже на регулярное расстояние между солнечными кольцами», — сказал он. «Мы до сих пор не знаем, почему они появляются в группах, или понимаем, как они разделяются, и мы не знаем, как возникают эти регулярные интервалы. Каждый раз, когда мы отвечаем на один вопрос, появляется несколько других».

Юсефзаде и его команда до сих пор не знают, движутся или изменяются нити накала со временем и что заставляет электроны ускоряться с такой головокружительной скоростью.

«Как можно разогнать электроны до скорости, близкой к скорости света?» Спросил. «Одна из идей состоит в том, что на концах этих нитей есть какие-то источники, которые ускоряют эти частицы».

Что тогда

Юссефзаде и его команда в настоящее время работают над идентификацией и индексацией каждого потока. Угол, кривая, магнитное поле, спектр и интенсивность каждой нити будут опубликованы в будущем исследовании. Понимание этих свойств даст сообществу астрофизиков больше подсказок о природе неуловимых нитей.

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

«Мы определенно на шаг ближе к более полному пониманию», — сказал Юсефзаде. Но наука представляет собой ряд прогресса на разных уровнях. Мы надеемся добраться до сути вопроса, но необходимы дополнительные наблюдения и теоретический анализ. Чтобы полностью понять сложные вещи, нужно время».

Использованная литература:

1. «Статистические характеристики популяции нитей галактического центра: спектральный индекс и эквивалентное магнитное поле» Ф. Юсеф-Заде, Р. Г. Арендт, М. Уордл, И. Хейвуд, В. Д. Коттон и Ф. Камило, принято Письма из астрофизического журнала.
   архив: 2201.10552
2. «Мозаика Галактического центра MeerKAT на частоте 1,28 ГГц» И. Хайвуд, И. Раммала, Ф. Камило, В. Д. Коттон, Ф. Юсеф-Заде, Т. Д. Эбботт, Р. М. Адам, Г. Адамс, М. А. Альдера, К. М. Б. Асад, Э. Ф. Бауэрмейстер, TGH Bennett, HL Bester, WA Bode, DH Botha, AG Botha, LRS Brederode, S. Buchner, JP Burger, T. Cheetham, DIL de Villiers, MA Dikgale-Mahlakoana, LJ du Toit, SWP Esterhuyse, BL Fanaroff, S. Февраль, DJ Fourie, BS Frank, RRG Gamatham, M. Geyer, S. Goedhart, M. Gouws, SC Gumede, MJ Hlakola, A. Hokwana, SW Hoosen, JMG Horrell, B. Hugo, AI Isaacson, GIG Józsa, JL Йонас, А. Ф. Жубер, Р. П. М. Джули, Ф. Б. Капп, Дж. С. Кеньон, П. П. А. Коце, Н. Крик, Х. Криэль, В. К. Кришнан, Р. Леменсик, Д. Либенберг, Р. Р. Лорд, Б. М. Лунский, К. Мадиса, Л. Г. Магнус, О. . Махгуб, А. Махаба, С. Махатини, Дж. А. Малан, Дж. Р. Мэнли, С. Дж. Марэ, А. Мартенс, Т. Маух, Б. К. Мерри, Р. П. Милленаар, Н. Мнянду, О. Дж. Моконе, Т. Э. Монама, М. К. Мфего, В. С. Нью, Б. Нгджебетша, К.Дж. Нгоашенг, М.Т. Оккардс, Н. Оозир, А.Дж. Отто, С.С. Пассмур, А.А. Патель, А. Пенс-Хаф, С.Дж. Перкинс, А.Дж.Т. Рамайла, Н.М.Р. Рамануджам, З.Р. Рамудзули, С.М. Рэтклифф, А. Робинджис, А. Робинджис, Н. Самбу, CTG Schollar, LC Schwardt, RR Schwartz, M. Serylak, R. Siebrits, SK Sirothia, M. Slabber, OM Smirnov, L. Sophia, B. Talgar, C. Tass, AJ Tibladi, O. Turovanda, С. Н. Тоом, Т. Дж. Ван Балла, А. Ван дер Белл, К. Ван дер Мерве, В. Ван Тондер, Р. Ван Вик, А. Г. Вентер, М. Вентер, Б. Х. Уоллес, М. Г. Вельц, Л. П. Уильямс и Б. Шайя, Принято, Письма из астрофизического журнала.
   архив: 2201.10541

Поддерживается исследование «Статистические свойства популяции нитей центра галактики: спектральный индекс и равное магнитное поле». НАСА Национальный научный фонд.