Nový obraz srdca Mliečnej dráhy odhaľuje záhadné štruktúry, aké sme nikdy predtým nevideli.
Snímky nasnímané ultracitlivým rádioteleskopom MeerKAT v Južnej Afrike ukazujú takmer 1000 vlákien magnetických vlákien s dĺžkou až 150 svetelných rokov v prekvapivo úhľadných a pravidelných usporiadaniach.
To je 10-násobok počtu týchto vlákien, o ktorých sme vedeli predtým, a pridali sme dôležité štatistické údaje, ktoré by nám mohli konečne pomôcť pochopiť ich povahu, hádanku od ich objavu v 80. rokoch.
„Dlho sme študovali jednotlivé vlákna s krátkozrakým pohľadom,“ hovorí astrofyzik Farhad Yusef-Zadeh z Northwestern University, ktorý pôvodne objavil vlákna.
„Teraz konečne vidíme veľký obraz – panoramatický pohľad plný množstva vlákien. Len preskúmanie niekoľkých vlákien sťažuje vyvodenie skutočného záveru o tom, čo sú a odkiaľ pochádzajú. Toto je prelom v podpore našej pochopenie týchto štruktúr.“
Hoci je vzdialená len asi 25 000 svetelných rokov (čo nie je z kozmického hľadiska príliš ďaleko), centrum galaxie Mliečna dráha je veľmi ťažké vidieť. Je zahalený hustými oblakmi prachu a plynu, ktoré blokujú niektoré vlnové dĺžky svetla vrátane optického rozsahu. Ale môžeme použiť technológiu na vyladenie našej vízie do neviditeľných vlnových dĺžok.
MeerKAT, prevádzkovaný Juhoafrickým rádioastronomickým observatóriom (SARAO), je jeden z najpokročilejších na svete rádioteleskopy a od otvorenia oka v roku 2016 nám poskytuje bezprecedentný súbor pohľadov do galaktického centra.
Jeho najnovší obrázok je absolútna stopka. Bol skonštruovaný z 200 hodín pozorovacích údajov zozbieraných počas troch rokov a ukazuje nám oblasť v rádiových vlnových dĺžkach s bezkonkurenčnou jasnosťou a hĺbkou.
Spektrálny index vlákien galaktického stredu. (Northwestern University/SARAO/Oxford University)
Yusef-Zadeh a jeho tím potom použili techniku na odstránenie pozadia z obrázka, čím odhalili magnetické struny rozmiestnené v zhlukoch okolo galaktického centra.
Nie je jasné, čo sú, alebo ako vznikli. Čo vieme, je, že obsahujú elektróny kozmického žiarenia, ktoré sa točia vo vláknach magnetických polí rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla.
Nové obrázky umožnili výskumníkom zistiť o vláknach trochu viac, čím sme sa o krok priblížili k ich pochopeniu.
„Ak by ste boli napríklad z inej planéty a stretli ste na Zemi jedného veľmi vysokého človeka, mohli by ste predpokladať, že všetci ľudia sú vysokí. Ak si však urobíte štatistiku pre celú populáciu ľudí, môžete zistiť priemernú výšku.“ Yusef-Zadeh vysvetľuje,
„To je presne to, čo robíme. Môžeme nájsť silu magnetických polí, ich dĺžky, orientácie a spektrum žiarenia.“
Teraz vieme, že magnetické polia sú zosilnené po celej dĺžke všetkých vlákien. Nové údaje tiež odhalili predtým neznámy zvyšok supernovy; má odlišný charakter žiarenia ako vlákna. To znamená, že môžeme vylúčiť zvyšok supernovy ako pravdepodobného predchodcu vlákien.
Sférický zvyšok supernovy objavený tímom MeerKAT. (I. Heywood/SARAO)
V roku 2019 predchádzajúce údaje MeerKAT odhalili existenciu obrovských rádiových bublín rozprestierajúcich sa nad a pod galaktickou rovinou, oddelených od gama-bublín Fermi objavených v roku 2010. Je možné, že vlákna súvisia s týmito rádiovými bublinami, ale táto možnosť bude potrebovať ktoré sa majú preskúmať v budúcom článku.
Nové údaje odhalili aj novú záhadu. Vlákna sú rozdelené do skupín alebo zhlukov a v rámci týchto zhlukov sú veľmi rovnomerne rozmiestnené – ako struny harfy, uviedli vedci.
„Skoro pripomínajú pravidelné rozostupy v solárnych slučkách,“ hovorí Yusef-Zadeh, „Stále nevieme, prečo prichádzajú v zhlukoch, ani nechápeme, ako sa oddeľujú, a nevieme, ako k týmto pravidelným rozostupom dochádza. Zakaždým, keď odpovieme na jednu otázku, vyvstane viacero ďalších otázok.“
Tiež nepoznáme mechanizmus, ktorý urýchľuje elektróny v magnetických vláknach. Je možné, že vlákna môžu súvisieť s podivným magnetickým vláknom objaveným minulý rok, ktoré vyžaruje žiarenie v rádiových aj röntgenových vlnových dĺžkach.
Ďalším krokom bude postupné štúdium každého vlákna a charakterizácia jeho vlastností pre úplný štatistický katalóg, ktorý umožní hĺbkové štatistické analýzy.
„Určite sme o krok bližšie k lepšiemu porozumeniu,“ hovorí Yusef-Zadeh, „Veda je však sériou pokroku na rôznych úrovniach. Dúfame, že sa dostaneme na koniec, ale sú potrebné ďalšie pozorovania a teoretické analýzy. Úplné pochopenie zložitých objektov si vyžaduje čas.“
Výskum bol prijatý do The Astrophysical Journal Letters, a je k dispozícii na arXiv, Sprievodný papier popisujúci mozaiku, prijatý do The Astrophysical Journal, je k dispozícii aj na arXiv, The údaje boli tiež zverejnené,
