Център на Млечния път: Нишки от горещ газ и магнитни полета

Цветно изображение на центъра на Млечния път, с форми в бяло, лилаво, оранжево, зелено.

Вижте по -големи| Комбинация от рентгенови и радио данни ни позволява да надникнем през праха към центъра на Млечния път. Това е изрязано отпълно изображение, който разкрива нишки от горещ газ и магнитни полета, преплетени и изпънати на големи разстояния от вътрешната област. Изображение чрез Q. D. Wang/НАСА.


Прахът крие центъра на Млечния път

Обикновено светлият център на нашата родна галактика,млечен път, е скрит зад прах. Обикновената светлина, която виждаме с очите си, не може да премине през нея. Но разширете нашата визия (чрез телескопи и техните инструменти), за да видитеразличенвидове светлина - различни режими на дължина на вълната наелектромагнитен спектър- и можем да видим през праха. След това отидете крачка напред икомбинирамняколко различни вида „светлини“. В този момент астрономите виждат завладяващи нови подробности, водещи до нови прозрения.

АстрономВ. Даниел Уангна Университета в Масачузетс Амхърст направи точно това. Той използва високоенергийни рентгенови данни, събрани в продължение на две десетилетия, комбинирани с нови радиоенергийни данни с ниска енергия. Резултатът, публикуван на 27 май 2021 г., е необикновено нов образ на централния регион на нашия Млечен път.


Нишковидни прегряти газови и магнитни полета

Част от новото изображение е показано в горната част на тази публикация. Той обхваща регион от 2 000 душисветлинни годинидебел, над и под ядрото на нашата галактика. Очарователно новият образ разкрива интригуващонишкиот прегрял газ имагнитни полета.

Уангпубликуваниизображението и съпътстващите резултати в изданието от юни 2021 г.рецензиранвестникМесечни известия на Кралското астрономическо дружество.

Колкото и интригуващи да са тези резултати, В. Даниел Уанг, автор на статията, не беше изненадан. Той каза за ForVM:

Не наистина, въпреки че се чувствах смирен. В крайна сметка знаем, че галактиката [Млечния път] е сложна екосистема. Ще бъде дълъг път, за да разберете истински как работи.


Как астрономите направиха новото изображение?

Уанг събира рентгенови данни, наблюдавани при 370 различни насочвания на телескопи-различни цели към небето за увеличаване на зрителното поле-на три различни енергийни нива. Той даде енергийните нива - различни честотни ленти - цветовете оранжево, зелено и лилаво и ги комбинира. (Това е подобно на това как различните честоти на видимата светлина имат различни цветове и се комбинират в цветни изображения в очите ни.) Тези рентгенови данни са наблюдавани сЧандраРентгенов телескоп за около 20 години. Сред тях са данни, с които Уанг отговаря, тъй като успешният телескоп-работещ от 1999 г.-направи първото си мащабно рентгеново изследване на центъра на Млечния път.

В допълнение, рентгеновите данни с висока енергия бяха комбинирани с радиоенергийни наблюдения с ниска енергия (показани в сиво и люляк) от новия южноафрикански радиотелескопMeerKAT.

Композит от 3 изображения, изобразяващи същия централен район на Млечния път. Първият показва ярки цветове в червено/оранжево, зелено и лилаво (рентген), вторият-сиви и люлякови структури и нишки, а третият е комбинация от първите 2 изображения.

Вляво: Данни от рентгенови лъчи, комбинирани от 3 различни енергийни ленти и зашити заедно от 370 различни посоки на телескопа. Център: Радио данните от един и същи регион на пръв поглед изглеждат напълно различни. Вдясно: Комбинация от рентгенови лъчи и радио разкрива нишки от горещ газ и магнитни полета, излъчвани от насилствения централен район на галактиката Млечен път. Изображение чрез Q.D. Уанг/НАСА.

Вертикално удължено изображение със светъл регион, заобиколен от цветове на лилаво, червено, зелено, с етикет.

Комбинираният образ на централния район на Млечния път. Посочени са области на интерес, например централната супермасивна черна дупка на Млечния път, Стрелец А*. Ярките области в зелени кръгове са отражения на рентгенови лъчи в прах, обгръщащи ярки източници на рентгенови лъчи. Червените кутии показват местоположението на 2 видни нишки, видими както в радиото, така и в рентгеновите лъчи. Изображение чрез Q.D. Уанг/НАСА.


Магнитни нишки в центъра на Млечния път

Астрономите могат да измерватмагнитно полена нещо, когатокосмически лъчисе хванат в полето и се завъртат около полевите линии. Тази спирала причинява откриваемо радиоизлъчване.

Комбинираното изображение разкрива прегрят газ (рентгенови лъчи) и магнитни полета (радио) на газообразуващите нишковидни образувания близо до центъра на Млечния път. АИзявление на НАСАобяснява как се смята, че те се формират:

Такива ленти може да са се образували, когато магнитните полета са подравнени в различни посоки, се сблъскаха и се усукаха едно около друго в процес, нареченмагнитно повторно свързване.

Това е подобно на явлението, което прогонва енергийните частици от слънцето и е отговорно закосмическо времекоето понякога засяга Земята.


С други думи, колкото и да има един видкосмическо времев нашата слънчева система, така че има мащабкосмическо времеблизо до центъра на нашата родна галактика. Времето за галактиката има друга причина. Тя се движи от насилствени събития като напрсвръхноваексплозии и изблици на материя от района близо до централнатасвръхмасивна черна дупка,Стрелец А*. В общата картина космическото време на галактиката може да обясни как се развива нашата галактика. Уанг каза:

Знаем, че центровете на галактиките са там, където е действието, и играят огромна роля в тяхната еволюция.

Магнетизирана нишка от особен интерес

Има няколко случая, при които радиото и рентгеновите лъчи се появяват всъщотоотличителен белег. По-специално, дълга тънка нишка, наречена G0.17-0.41, е с дължина 25 светлинни години, но изключително тънка.

Вертикална лилава нишка светлина, заобиколена от червени точки.

Една от горещите магнитни нишки е особено интересна. Нарича се G0.17-0.41 и се появява както в рентгенови лъчи, така и в радио, като се простира на дължина от 25 светлинни години. Изображение чрез Q.D. Уанг/НАСА.

Уанг каза пред ForVM, че откриването на причината за тази тема носи най -голямата изненада:

Беше толкова трудно да се обясни G0.17-0.41 с някакви добре известни механизми (например aмъглявина вятър пулсарилисвръхноваостатък). Магнитното повторно свързване изглежда е единственият възможен механизъм.

Всъщност тази конкретна нишка предоставя най -силните доказателства, посочи Уанг:

Тази двойка рентгенова нишка/радио нишка наистина дава ключовите доказателства за магнитното повторно свързване и унищожаване, както е подчертано в статията. Радиофиламентът е локално угоен от наличието на рентгенова нишка, което ясно показва динамичната асоциация. Рентгеновото лъчение вероятно проследява горещия газ, нагрят от унищожаването, докато радиото се излъчва от електроните на космическите лъчи, ускорени от повторното свързване.

Сега защо нишкоподобните функции са по-видими в радиото? Защо всички те нямат аналози както в рентгеновото, така и в радиото? Уанг обясни:

Магнитното поле трябва да бъде достатъчно силно, за да произвежда рентгенови лъчи. Но събитията за повторно свързване като цяло трябва да ускорят космическите лъчи [показани в радиото]. Повторното свързване е динамичен процес и идва и си отива, въпреки че времевата скала в междузвездната среда трябва да бъде много по -дълга, отколкото в слънчевия пристъп.

Леко усмихнат мъж с черна коса и очила пред живописна гледка.

В. Даниел Уангнамери намагнетизирани нишки, простиращи се от центъра на Млечния път, когато комбинира рентгенови данни на стойност 20 години с нови радио данни. Изображение чрез Q. D. Wang/Университет на Масачузетс Амхерст.

Има още много работа. Уанг каза на ForVM следните стъпки:

Бих искал да потвърдя, че магнитните повторни връзки наистина са отговорни за много от рентгеновите нишки и радио нишки, наблюдавани в региона, и да видя колко ефективно магнитните полета пренасят енергията от центъра към мащабни структури и я освобождават там .

В крайна сметка: Съединявайки рентгенови данни за две десетилетия от космическия телескоп Чандра и комбинирайки с радио данни, астрономът К. Даниел Уанг създаде нов образ на централния район на нашата галактика Млечен път. Изображението разкрива намагнетизирани нишки, простиращи се на големи разстояния от вътрешната област.

Източник: Мащабно картографиране на галандския център на Чандра: сондиране на високоенергийни структури около централната молекулярна зона

Чрез НАСА