Ein neues Bild des Herzens der Milchstraße enthüllt mysteriöse Strukturen, die wir noch nie zuvor gesehen haben.
Bilder, die mit dem MeerKAT Ultra Sensitive Radio Telescope in Südafrika aufgenommen wurden, zeigen fast 1.000 Stränge magnetischer Filamente, die bis zu 150 Lichtjahre lang sind, in überraschend geordneter und regelmäßiger Anordnung.
Das sind 10-mal so viele Fäden, wie wir früher wussten, und wichtige statistische Daten hinzugefügt, die uns endlich helfen könnten, ihre Natur zu verstehen, ein Rätsel seit ihrer Entdeckung in den 1980er Jahren.
„Wir haben lange Einzelfilamente aus kurzsichtiger Perspektive untersucht“, Der Astrophysiker Farhad Yousefzadeh sagt: von der Northwestern University, der ursprünglich Filamente entdeckte.
„Jetzt sehen wir endlich das große Ganze – ein Panorama voller Fäden. Allein die Untersuchung einiger Fäden macht es schwierig, wirkliche Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, was sie sind und woher sie kommen. Dies ist ein Wendepunkt in der Weiterentwicklung das Verständnis dieser Strukturen.“
Obwohl es etwa 25.000 Lichtjahre entfernt ist (was kosmologisch gesehen nicht sehr weit ist), ist es sehr schwierig, das Zentrum der Milchstraße zu sehen. Es ist von dicken Staub- und Gaswolken umgeben, die einige Lichtwellenlängen blockieren, einschließlich des optischen Bereichs. Aber wir können Technologie verwenden, um unsere Vision auf unsichtbare Wellenlängen zu modifizieren.
MeerKAT, betrieben vom South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), ist Einer der fortschrittlichsten der Welt Radioteleskope haben uns seit ihrer Eröffnung im Jahr 2016 eine beispiellose Vielfalt an Einblicken in das galaktische Zentrum gewährt.
ihr neuestes Foto Es ist ein absoluter Showstopp. Erstellt aus 200 Stunden Überwachungsdaten, die über drei Jahre gesammelt wurden, zeigt es uns die Region bei Radiowellenlängen mit beispielloser Klarheit und Tiefe.
Der Spektralindex der Filamente des Galaktischen Zentrums. (Northwestern University / Sarao / University of Oxford)
Dann verwendeten Yousefzadeh und sein Team eine Technik, um den Hintergrund aus dem Bild zu entfernen und die magnetischen Fäden freizulegen, die in Clustern um das galaktische Zentrum herum verteilt waren.
Es ist unklar, was sie sind oder wie sie entstanden sind. Was wir wissen, ist, dass sie Elektronen der kosmischen Strahlung enthalten, die sich in Filamenten von Magnetfeldern mit nahezu Lichtgeschwindigkeit drehen.
Die neuen Bilder ermöglichten es den Forschern, mehr über die Filamente zu erfahren, was uns ihrem Verständnis einen Schritt näher brachte.
„Wenn Sie zum Beispiel von einem anderen Planeten stammen und auf der Erde einer sehr großen Person begegnen, könnten Sie davon ausgehen, dass alle Menschen groß sind. Aber wenn Sie Statistiken über eine Gruppe von Menschen erstellen, können Sie die durchschnittliche Größe ermitteln.“ erklärt Youssefzadeh.
„Genau das tun wir. Wir können die Stärke von Magnetfeldern, ihre Länge, ihre Richtung und das Strahlungsspektrum finden.“
Wir wissen jetzt, dass Magnetfelder entlang aller Leitungen verstärkt werden. Die neuen Daten enthüllten auch einen bisher unbekannten Supernova-Überrest; Es hat eine andere Strahlungssignatur als Filamente. Das bedeutet, dass wir die Supernova-Überreste als möglichen Vorgänger der Filamente ausschließen können.
Entdeckung eines kugelförmigen Supernova-Überrests durch das MeerKAT-Team. (Ich Heywood / Sarao)
Im Jahr 2019 zeigten frühere MeerKAT-Daten riesige Radioblasen, die sich über und unter der galaktischen Ebene erstrecken, getrennt von den 2010 entdeckten Gammastrahlenblasen. Es ist möglich, dass Filamente mit diesen Radioblasen in Verbindung stehen, aber diese Möglichkeit muss in einem untersucht werden Zukunftspapier. .
Die neuen Daten enthüllten auch ein neues Rätsel. Die Saiten sind in Clustern oder Bündeln verteilt, und innerhalb dieser Cluster sind sie sehr gleichmäßig verteilt – wie die Saiten einer Ukulele, sagten die Forscher.
„Es ist ungefähr ähnlich wie der regelmäßige Abstand der Sonnenringe“, sagt Youssefzadeh. „Wir wissen immer noch nicht, warum sie in Gruppen gekommen sind oder verstehen, wie sie sich trennen, und wir wissen nicht, wie diese regelmäßigen Abstände entstehen. Jedes Mal, wenn wir eine Frage beantworten, tauchen mehrere weitere Fragen auf.“
Wir kennen auch nicht den Mechanismus, der Elektronen in magnetischen Filamenten beschleunigt. Diese Filamente sind wahrscheinlich mit einem seltsamen magnetischen Filament verwandt, das letztes Jahr entdeckt wurde und sowohl Radiowellen als auch Röntgenstrahlen aussendet.
Der nächste Schritt wäre, jede Leitung einzeln zu untersuchen und ihre Eigenschaften zu charakterisieren, um einen vollständigen Katalog zu erhalten, der eingehende statistische Analysen ermöglicht.
„Wir sind einem umfassenderen Verständnis sicher einen Schritt näher gekommen“, sagt Youssefzadeh. „Aber Wissenschaft ist eine Reihe von Fortschritten auf verschiedenen Ebenen. Wir hoffen, der Sache auf den Grund gehen zu können, aber es bedarf weiterer Beobachtungen und theoretischer Analysen. Das vollständige Verständnis komplexer Dinge braucht Zeit.“
Die Suche wurde akzeptiert Astrophysikalische Zeitschriftenbriefeverfügbar um arXiv. Ein Begleitblatt, das das Mosaik beschreibt, akzeptiert bei Astrophysikalische Zeitschriftauch erhältlich unter arXiv. das Die Daten wurden auch der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.
