В Млечном Пути обнаружили таинственные структуры

Новый снимок сердца Млечного Пути показывает загадочные структуры, которые мы никогда раньше не видели.

На снимках, сделанных с помощью сверхчувствительного радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке, видны почти 1000 нитей магнитных нитей длиной до 150 световых лет, расположенных удивительно аккуратно и регулярно.

Это в 10 раз больше, чем число таких нитей, о которых мы знали ранее, что добавляет важные статистические данные, которые, наконец, помогут нам понять их природу, которая была загадкой с момента их открытия в 1980-х годах.

"Мы долгое время изучали отдельные нити с близоруким взглядом", - говорит астрофизик Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета, который первоначально открыл нити.

"Теперь мы, наконец, видим общую картину - панорамный вид, наполненный обилием нитей. Изучив лишь несколько нитей, трудно сделать какой-либо реальный вывод о том, что они собой представляют и откуда взялись. Это переломный момент в углублении нашего понимания этих структур".

Хотя до центра галактики Млечный Путь всего около 25 000 световых лет (что не так уж и далеко по космическим меркам), его очень трудно разглядеть. Он окутан плотными облаками пыли и газа, которые блокируют некоторые длины волн света, включая оптический диапазон. Но мы можем использовать технологию, чтобы настроить наше зрение на невидимые длины волн.

MeerKAT, управляемый Южноафриканской радиоастрономической обсерваторией (SARAO), является одним из самых передовых радиотелескопов в мире, и с тех пор, как он открыл свой глаз в 2016 году, он дает нам беспрецедентное представление о галактическом центре.

Его последнее изображение - это абсолютное зрелище. Оно было создано на основе 200 часов данных наблюдений, собранных в течение трех лет, и показывает нам регион в радиоволнах с непревзойденной четкостью и глубиной.

Затем Юсеф-Заде и его команда использовали методику удаления фона с изображения, показав магнитные струны, распределенные в скоплениях вокруг галактического центра.

Неясно, что это такое и как они появились. Известно лишь, что они содержат электроны космического излучения, вращающиеся в нитях магнитных полей со скоростью, близкой к скорости света.

Новые снимки позволили исследователям узнать немного больше о нитях, что еще на шаг приблизило нас к их пониманию.

"Если бы вы были, например, с другой планеты и встретили на Земле одного очень высокого человека, вы могли бы предположить, что все люди высокие. Но если провести статистику по всей популяции людей, то можно найти средний рост", - объясняет Юсеф-Заде.

"Именно этим мы и занимаемся. Мы можем определить силу магнитных полей, их длину, ориентацию и спектр излучения".

Теперь мы знаем, что магнитные поля усиливаются по всей длине всех нитей". Новые данные также позволили обнаружить ранее неизвестный остаток сверхновой; его излучение отличается от излучения нитей. Это означает, что мы можем исключить остаток сверхновой как вероятного прародителя филаментов.

В 2019 году предыдущие данные MeerKAT показали существование гигантских радиопузырей, простирающихся над и под галактической плоскостью, отдельно от гамма-излучения пузырей Ферми, обнаруженных в 2010 году. Возможно, что филаменты связаны с этими радиопузырями, но эта возможность должна быть исследована в будущей работе.

Новые данные также раскрыли новую тайну. Нити распределены по группам, или кластерам, и внутри этих кластеров они расположены очень равномерно - как струны арфы, говорят исследователи.

"Они почти напоминают регулярные интервалы в солнечных петлях", - говорит Юсеф-Заде. "Мы до сих пор не знаем, почему они собираются в кластеры, не понимаем, как они разделяются, и не знаем, как возникают эти регулярные интервалы. Каждый раз, когда мы отвечаем на один вопрос, возникает множество других вопросов".

Мы также не знаем механизма, который ускоряет электроны внутри магнитных нитей. Возможно, эти нити могут быть связаны с обнаруженной в прошлом году странной магнитной нитью, которая испускает излучение в радио- и рентгеновском диапазонах.

Следующим шагом будет изучение каждого филамента по очереди и описание его свойств для составления полного каталога, который позволит провести углубленный статистический анализ.

"Мы, безусловно, на шаг ближе к более полному пониманию", - говорит Юсеф-Заде. "Но наука - это серия прогрессов на разных уровнях. Мы надеемся добраться до сути, но необходимо больше наблюдений и теоретических анализов". Полное понимание сложных объектов требует времени".

Результаты исследования были приняты в журнал The Astrophysical Journal Letters и доступны на сайте arXiv. Сопутствующая статья с описанием мозаики, принятая в "Астрофизическом журнале", также доступна на arXiv. Данные также были опубликованы в открытом доступе.