Таинственные нити в галактическом центре: в 10 раз больше, чем ожидалось

С помощью радиотелескопа MeerKAT исследователи получили мозаику из 20 наблюдений центра Млечного Пути в радиодиапазоне. Они показывают отпечатки почти тысячи очень энергичных радиоволокон, в 10 раз больше, чем считалось ранее. Возможно, они создаются космическими лучами, каким-то образом ускоряемыми магнитным полем.

Сердце нашей галактики полно загадочных объектов. Поскольку многие из них затенены газом и пылью, их трудно изучать в диапазоне длин волн видимого света. Именно поэтому исследователи наблюдают за ними с помощью радиотелескопов. Сосредоточившись на радиоволнах, исходящих из галактического центра, они могут заглянуть в некоторые структуры и взаимодействия, которые там происходят.

Теперь с помощью радиотелескопа MeerKAT, состоящего из 64 антенн и расположенного в провинции Северный Кейп в Южной Африке, исследователи наблюдали за радиоактивностью галактического центра в течение 200 часов в течение трех лет. По результатам наблюдений была реконструирована мозаика из 20 отдельных наблюдений, каждое из которых было сосредоточено на разных участках неба, наблюдаемых в радиодиапазоне. Такие наблюдения показывают многие известные источники радиоволн, такие как яркие остатки сверхновых и газовые области космоса, где происходит звездообразование. Однако они также выявляют загадочные отпечатки пальцев почти 1000 радиоволокон. Кто они такие? Откуда они? Как мы можем их изучить?

Структуры, известные как радиофиламенты, кажутся выступающими из галактического центра длинными тонкими усиками. Некоторые из них простираются до 150 световых лет, что почти в 40 раз превышает расстояние между Землей и ближайшей звездной системой, Проксимой Центавра.

Некоторые нити соединены, другие расположены одна рядом с другой, как струны арфы. Данные показывают, что все они очень энергичны. Недавнее исследование этих наблюдений предполагает, что высокая энергия, вероятно, вызвана миллиардами электронов, отражающимися через магнитное поле со скоростью, близкой к скорости света.

Ученым известно о существовании радиофиламентов вокруг галактического центра уже несколько десятилетий. Однако наблюдения MeerKAT выявили присутствие в 10 раз больше структур, чем считалось ранее. Их изучение может помочь понять их происхождение, формирование и эволюцию. Ведущий автор исследования Фархад Юсеф-Заде, профессор физики и астрономии Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, говорит:

Изучив всего несколько нитей, трудно сделать реальные выводы о том, что это такое и откуда они взялись. Теперь мы наконец-то видим большую картину: панорамный вид, полный нитей. Это скачок вперед в нашем понимании этих структур.

Юсеф-Заде и его коллеги предполагают, что нити создаются космическими лучами, движущимися через сильное магнитное поле. Космические лучи — это высокоэнергетические частицы, разгоняемые в космос со скоростями, близкими к скорости света. Предыдущие исследования предполагали присутствие в центре Млечного Пути чего-то, что действует как гигантский ускоритель частиц. Он будет проецировать в окружающее пространство космические лучи, исходящие из пока еще загадочных источников.

Этот космический ускоритель может быть парой радиопузырей, ранее наблюдаемых MeerKAT в галактическом центре. Один из них возвышается над плоскостью Млечного Пути, другой расположен ниже. Два пузыря имеют высоту около 25 000 световых лет, что составляет четверть ширины галактики. Их происхождение, возможно, было вызвано древним взрывом Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.