„Lūkio taškas tobulinant mūsų supratimą apie šias struktūras“, – sako mokslininkas.

Naujas precedento neturintis teleskopo vaizdas paukščių takas Turbulentinis galaktikos centras atskleidė beveik 1000 paslaptingų sruogų, nepaaiškinamai kabančių erdvėje.

Vienmatės stygos (arba stygos), apimančios iki 150 šviesmečių, randamos poromis ir grupėmis, dažnai sukrautos vienodais atstumais, viena šalia kitos, kaip arfos stygos. Naudojant stebėjimus radijo bangų ilgiais, Šiaurės Vakarų universitetasDevintojo dešimtmečio pradžioje Farhadas Yousefzadehas atrado labai organizuotus magnetinius siūlus. Jis nustatė, kad paslaptingosios gijos susideda iš kosminių spindulių elektronų, kurie judina magnetinį lauką greičiu, artimu šviesos greičiui. Tačiau nuo to laiko jų kilmė liko neįminta paslaptis.

Dabar naujas vaizdas atskleidė dešimt kartų daugiau potencialių klientų, nei buvo atrasta anksčiau, todėl Yousefzadehas ir jo komanda pirmą kartą gali atlikti įvairių potencialių klientų statistinius tyrimus. Ši informacija greičiausiai padės jiems išspręsti seniai įsisenėjusią paslaptį.

Tyrimas dabar yra prieinamas internete ir buvo priimtas publikuoti Astrofizikos žurnalo laiškai.^[1]

Farhadas Yousefzadehas. Kreditas: Šiaurės Vakarų universitetas

„Ilgą laiką tyrinėjome atskiras sruogas trumparegystės požiūriu“, – sakė pagrindinis šio straipsnio autorius Yousefzadeh. „Dabar pagaliau matome bendrą vaizdą – panoraminį vaizdą, užpildytą daugybe gijų. Vien tik ištyrus keletą gijų, sunku padaryti realias išvadas apie tai, kas jie yra ir iš kur jie kilę. Tai lūžis siekiant tolesnio mūsų supratimas apie šias struktūras“.

Youssefzadeh yra Šiaurės Vakarų universiteto Weinbergo menų ir mokslų mokyklos fizikos ir astronomijos profesorius bei Tarpdisciplininio astrofizikos tyrinėjimo ir tyrimų centro (CIERA) narys.

įvaizdžio kūrėjas

Norėdami sukurti precedento neturintį aiškumą ir detalumą, astronomai trejus metus skenavo dangų ir analizavo duomenis Pietų Afrikos radijo astronomijos observatorijoje (SARAO). Naudodami 200 valandų laiko SARAO MeerKAT teleskopu, mokslininkai sudarė 20 atskirų stebėjimų mozaiką iš skirtingų dangaus atkarpų link Paukščių Tako centro, 25 000 šviesmečių nuo Žemės.

Visa nuotrauka bus paskelbta pridedamame papildomame lape^[2] – Vadovaujamas Oksfordo universiteto astrofizikas Ianas Heywoodas ir bendraautoris Yousefzadeh – būsimame numeryje Astrofizikos žurnalas. Be gijų, vaizdas fiksuoja radijo spinduliuotę iš daugelio reiškinių, įskaitant sprogstančias žvaigždes, žvaigždžių darželius ir naujas supernovos liekanas.

Mes ilgą laiką tyrinėjome atskiras sruogas trumparegystės požiūriu. Dabar pagaliau matome bendrą vaizdą – panoraminį vaizdą, užpildytą gausybe gijų. Tai posūkio taškas tobulinant mūsų supratimą apie šias struktūras.
– Farhadas Yousefzadehas, astrofizikas

„Dirbdamas prie jo praleidau daug laiko žiūrėdamas į šią nuotrauką ir niekada nuo to nepavargau“, – sakė Heywoodas. „Kai šį vaizdą rodau žmonėms, kurie gali būti naujokai radijo astronomijos srityje arba jos nepažįstantys, visada stengiuosi pabrėžti, kad radijo vaizdavimas ne visada buvo toks, ir koks tikrai šuolis į priekį, kalbant apie galimybes. buvo tikra privilegija dirbti. Bėgant metams kolegos iš Sarao pastatė šį nuostabų teleskopą.

Siekdama, kad laidai būtų rodomi smulkesniu masteliu, Yousafzadeh komanda naudojo techniką, kad pašalintų pagrindinio vaizdo foną, kad izoliuotų laidus nuo aplinkinių struktūrų. Susidaręs vaizdas jį pribloškė.

„Tai tarsi modernus menas“, – sakė jis. „Šie vaizdai yra tokie gražūs ir turtingi, o juos supanti paslaptis daro juos dar įdomesnius.”

Ką mes žinome

Nors daugelis paslapčių, susijusių su gijomis, išlieka, Yousefzadeh sugeba sudėti daugiau dėlionės. Savo naujausiuose tyrimuose jis ir jo bendradarbiai konkrečiai ištyrė gijos magnetinius laukus ir kosminių spindulių vaidmenį apšviečiant magnetinius laukus.

Gijų skleidžiamos spinduliuotės dispersija gerokai skiriasi nuo naujai atrastų supernovos liekanų, o tai rodo, kad reiškiniai turi skirtingą kilmę. Tyrėjai tikriausiai nustatė, kad gijos yra susijusios su praeitimi Paukščių Tako centrinės supermasės veikla Juodoji skylė Vietoj koordinuotų supernovų sprogimų. Pristatymas taip pat gali būti susijęs su didžiuliais radijo bangų burbulais, kuriuos Youssefzadehas ir jo bendradarbiai atrado 2019 m.

Ir nors Youssefzadeh jau žinojo, kad gijos yra įmagnetintos, dabar jis gali pasakyti, kad magnetiniai laukai sustiprėja išilgai gijų, o tai yra pagrindinė savybė, kurią turi visos gijos.

„Tai pirmas kartas, kai mums pavyko ištirti statistines siūlų savybes“, – sakė jis. Studijuodami statistiką, galime daugiau sužinoti apie šių neįprastų šaltinių savybes.

„Jei, pavyzdžiui, esate iš kitos planetos ir Žemėje sutinkate labai aukštą žmogų, galite manyti, kad visi žmonės yra aukšti. Bet jei atliksite statistiką žmonių grupei, galite rasti vidutinį ūgį. Ką mes darome. Galime rasti stiprumą Magnetiniai laukai, jų ilgiai, kryptys ir spinduliuotės spektras”.

Ko mes nežinome

Tarp likusių paslapčių Youssefzadeh yra ypač suglumęs dėl to, kaip atsirado gijos. Gijos klasterių viduje yra atskirtos viena nuo kitos lygiai vienodais atstumais – maždaug atstumu nuo Žemės iki Saulės.

Arfą primenantis rinkinys. Kreditas: Šiaurės Vakarų universitetas

„Tai tarsi įprastas atstumas tarp saulės žiedų“, – sakė jis. Mes vis dar nežinome, kodėl jie atėjo į grupes, ar nesuprantame, kaip jie išsiskiria, taip pat nežinome, kaip atsiranda šie reguliarūs tarpai. Kiekvieną kartą, kai atsakome į vieną klausimą, atsiranda keletas kitų.

Yousefzadeh ir jo komanda vis dar nežino, ar gijos juda ar keičiasi laikui bėgant, ar dėl ko elektronai įsibėgėja tokiu svaiginančiu greičiu.

„Kaip galite pagreitinti elektronus artimu šviesos greičiui?” Paklausė. „Viena idėja yra ta, kad šių gijų gale yra keletas šaltinių, kurie pagreitina šias daleles.”

Kas tada

Youssefzadeh ir jo komanda šiuo metu stengiasi nustatyti ir indeksuoti kiekvieną giją. Kiekvieno siūlelio kampas, kreivė, magnetinis laukas, spektras ir intensyvumas bus paskelbti būsimame tyrime. Šių savybių supratimas suteiks astrofizikos bendruomenei daugiau užuominų apie sunkiai suvokiamų gijų prigimtį.

2018 metų liepą paleistas teleskopas MeerKAT ir toliau atskleis naujas paslaptis.

„Mes tikrai esame vienu žingsniu arčiau pilnesnio supratimo“, – sakė Yousefzadeh. Tačiau mokslas yra įvairių lygių pažangos serija. Tikimės, kad pasieksime reikalo esmę, tačiau reikia daugiau pastebėjimų ir teorinės analizės. Reikia laiko, kad iki galo suprastum sudėtingus dalykus.

Nuorodos:

1. „Galaktikos centro gijų populiacijų statistinės savybės: spektrinis indeksas ir lygus magnetinis laukas“ F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle, I. Heywood, WD Cotton ir F. Camilo, Priimta Astrofizikos žurnalo laiškai.
   arXiv: 2201.10552
2. „MeerKAT Galactic Center Mosaic at 1,28 GHz“, autoriai I.Hywood, I. Rammala, F. Camilo, WD Cotton, F. Yusef-Zadeh, TD Abbott, RM Adam, G. Adams, MA Aldera, KMB Asad, EF Bauermeister, 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. Vasaris, 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 Jonas, AF Joubert, RPM Julie, FB Kapp, JS Kenyon, PPA Kotzé, N. Kriek, H. Kriel, VK Krishnan, R. Lehmensiek, D. Liebenberg, RR Lord, BM Lunsky, K. Madisa, LG Magnus, O . Mahgoubas, A. Makhaba, S. Makhathini, J. A. Malan, J. R. Manley, S. J. Marais, A. Martens, T. Mauch, B. C. Merry, R. P. Millenaar, N. Mnyandu, O. J. Mokone, T. E. Monama, M. C. Mphego, B. S. Ngcebetsha, KJ Ngoasheng, MT Ockards, N. Oozeer, AJ Otto, SS Passmoor, AA Patel, A. Peens-Hough, SJ Perkins, AJT Ramaila, NMR Ramanujam, ZR Ramudzuli, SM Ratcliffe, AS Robyntjies, A. N Robyntjies Sambu, CTG Schollar, LC Schwardt, RR Schwartz, M. Serylak, R. Siebrits, SK Sirothia, M. Slabber, OM Smirnov, L. Sophia, B. Talgard, C. Tass, AJ Tibladi, O. Torovanda, SN Toomas, TJ Van Balla, A. Van der Bell, C. Van der Merwe, V. Van Tonder, R. Van Wyk, AG Venter, M. Venter, B. H. Wallace, M. G. Welz, L. P. Williams ir B. Xaia, priimta, Astrofizikos žurnalo laiškai.
   arXiv: 2201.10541

Palaikomas tyrimas „Galaktikos centro gijų populiacijos statistinės savybės: spektrinis indeksas ir lygus magnetinis laukas“. NASA Nacionalinis mokslo fondas.