У таинственных нитей Млечного Пути есть «старшие дальние родственники»

Прочитано: 84 раз(а)


Астрофизик Северо-Западного университета Фархад Заде был очарован и озадачен семейством крупномасштабных высокоорганизованных магнитных нитей, свисающих в центре Млечного Пути, с тех пор, как он впервые обнаружил их в начале 1980-х годов.

Теперь, 40 лет спустя, Заде остается таким же очарованным, но, возможно, чуть менее озадаченным.

С новым открытием подобных нитей, расположенных в других галактиках , Заде и его сотрудники впервые представили два возможных объяснения неизвестного происхождения нитей. В новой статье, опубликованной ранее в этом месяце в The Astrophysical Journal Letters, Заде и его соавторы предполагают, что нити могут возникать в результате взаимодействия крупномасштабного ветра и облаков или могут возникать из-за турбулентности внутри слабого магнитного поля.

«Мы много знаем о нитях в нашем собственном галактическом центре, и теперь нити во внешних галактиках начинают проявляться как новая популяция внегалактических нитей», — сказал Заде. «Основные физические механизмы для обеих популяций нитей схожи, несмотря на совершенно разное окружение. Объекты являются частью одного и того же семейства, но нити за пределами Млечного Пути являются старшими, дальними родственниками — и я имею в виду очень далекими (во времени и пространстве)». ) двоюродные братья».

Эксперт в области радиоастрономии , Заде является профессором физики и астрономии в Северо-Западном колледже искусств и наук им. Вайнберга и членом Центра междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA).

«Происходит что-то универсальное»

Первые нити, обнаруженные Заде, простирались на 150 световых лет в длину и возвышались возле центральной сверхмассивной черной дыры Млечного Пути. Ранее в этом году Заде добавил к своей коллекции наблюдений еще почти 1000 нитей. В этом пакете одномерные нити появляются парами и группами, часто уложенными друг к другу на одинаковом расстоянии друг от друга, как струны на арфе, или растекаются в стороны, как отдельные ряби в водопаде.

Используя наблюдения с радиотелескопов , Заде обнаружил загадочные нити, состоящие из электронов космических лучей, вращающихся вдоль магнитного поля со скоростью, близкой к скорости света. Хотя он собирает головоломку о том, из чего сделаны нити, Заде все еще задавался вопросом, откуда они взялись. Когда астрономы обнаружили новую популяцию за пределами нашей собственной галактики, это открыло новые возможности для исследования физических процессов в пространстве, окружающем волокна.

Недавно обнаруженные нити находятся внутри галактического скопления, концентрированного клубка тысяч галактик, расположенных на расстоянии одного миллиарда световых лет от Земли. Некоторые из галактик в скоплении являются активными радиогалактиками, которые, по-видимому, являются питательной средой для формирования крупномасштабных магнитных волокон. Когда Заде впервые увидел эти только что обнаруженные нити, он был поражен.

«После изучения волокон в нашем собственном Галактическом центре в течение всех этих лет я был очень взволнован, увидев эти невероятно красивые структуры», — сказал он. «Поскольку мы нашли эти нити в другом месте во Вселенной, это намекает на то, что происходит что-то универсальное».

Галактические гиганты

Хотя новая популяция филаментов похожа на те, что есть в нашем Млечном Пути, есть некоторые ключевые отличия. Нити за пределами Млечного Пути, например, намного больше — от 100 до 10 000 раз длиннее. Они также намного старше, и их магнитные поля слабее. Любопытно, что большинство из них свисают — под углом 90 градусов — от струй черной дыры в бескрайнее ничто внутрикластерной среды или пространство, зажатое между галактиками внутри скопления.

Но недавно обнаруженная популяция имеет то же отношение длины к ширине, что и волокна Млечного Пути. И обе популяции, по-видимому, переносят энергию с помощью одних и тех же механизмов. Ближе к струе электроны нити более энергичны, но они теряют энергию по мере продвижения вниз по нити . Хотя струя черной дыры может дать затравочные частицы, необходимые для создания нити, что-то неизвестное должно ускорять эти частицы на поразительные расстояния.

«Некоторые из них имеют поразительную длину, до 200 килопарсеков», — сказал Заде. «Это примерно в четыре или пять раз больше, чем размер всего нашего Млечного Пути. Что примечательно, так это то, что их электроны остаются вместе на таком большом расстоянии. Если бы электрон двигался со скоростью света по длине нити, ему потребовалось бы 700 000 лет. И они не путешествуют со скоростью света».

Многообещающие возможности

В новой статье Заде и его сотрудники предполагают, что происхождение нитей может быть простым взаимодействием между галактическим ветром и препятствием, таким как облако. Когда ветер обвивает препятствие, он создает за ним кометный хвост.

«Ветер возникает из-за движения самой галактики по мере ее вращения», — объяснил Заде. «Это похоже на то, когда вы высовываете руку из окна движущейся машины. На улице нет ветра, но вы чувствуете, как движется воздух. рыхлый. Он сметает материал и создает нитевидную структуру».

Однако моделирование предлагает еще одну реальную возможность. Когда исследователи смоделировали активную турбулентную среду, материализовались длинные нитевидные структуры. По мере того, как радиогалактики движутся, объяснил Заде, гравитация может воздействовать на среду и перемешивать ее. Затем среда образует пятна закрученных вихрей. После того, как слабое магнитное поле обвивается вокруг этих вихрей, оно может растягиваться, сворачиваться и усиливаться, превращаясь в конечном итоге в удлиненные нити с сильным магнитным полем.

Хотя остается много вопросов, Заде по-прежнему восхищается новыми открытиями.

«Все эти нити за пределами нашей галактики очень старые», — сказал он. «Они почти из другой эпохи нашей Вселенной, и тем не менее сигнализируют обитателям Млечного Пути о том, что существует общее происхождение для образования нитей. Я думаю, это замечательно».

У таинственных нитей Млечного Пути есть «старшие дальние родственники»



Новости партнеров