Teadlased tuvastavad Linnutee keskuse lähedal kõrguva õhupallilaadse ehitise

Lõuna-Aafrika MeerKATi raadioteleskoobi poolt pildistatud keeruline raadioemissioon galaktilisest keskusest. Äsja avastatud hiiglaslikud raadiomullid on sellel pildil ülalt alla liikuvad struktuurid. Pilt SARAO / Oxfordi kaudu.

Meie Linnuteed peetakse suhteliselt vaikseks galaktikaks, kuid selle keskmes on teadaolevalt 4-miljonise päikesemassiga must auk: paljude põnevate ja dünaamiliste protsesside allikas. Eile - 11. septembril 2019 - teatasid astronoomid, et selles piirkonnas leiti, mida nad nimetavad Linnutee keskuses “üheks suurimaks tunnuseks, mida eales nähtud”. See omadus on tohutult raadiosaatjaid eraldav mullide paar, mis kõrgub meie galaktika keskpiirkonna kohal ja all. Teadlased kirjeldasid seda kui liivakellakujulist. Kogu struktuur ulatub umbes 1400 valgusaastani ehk umbes 5% meie päikese ja galaktika keskpunkti vahelisest kaugusest.

Sellest uuest avastusest teatati täna ajakirjas Nature, mis avaldas ka funktsiooni esialgse uurimuse. Nad ütlesid oma avalduses, et:

... kääbustab kõiki teisi galaktiliste keskuste raadiostruktuure [ja] tõenäoliselt fenomenaalselt energilise plahvatuse tagajärjel, mis purskas Linnutee supermassiivse musta augu lähedal mõni miljon aastat tagasi.

Teisisõnu, nende teadlaste sõnul usuvad nad, et tunnused on tekkinud vägivaldsest purskest, mis pärineb arvatavasti galaktilise keskuse lähedusest ja selle supermassiivsest mustast august, mis lühikese aja jooksul torkas läbi tähtedevahelise keskkonna vastassuundades. . Nagu ajakirjas Nature on selgitatud:

Mullid on gaasistruktuurid, mida saab jälgida, kuna nende sees segavad elektronid tekitavad magnetvälja kiirendades raadiolaineid.

Pilt SARAO / Oxfordi kaudu.

Avastuse teinud astronoomide meeskonda juhtis Ian Heywood Inglismaa Oxfordi ülikoolist. Nad kasutasid uut ja ülitundlikku Lõuna-Aafrika Raadioastronoomia Observatooriumi (SARAO) MeerKAT raadioteleskoopi, et kaardistada galaktika keskel asuvad laiad piirkonnad. Nad viisid raadiovaatlusi läbi lainepikkustel 23 sentimeetri (umbes 9 tolli) lähedal, mis nende sõnul:

… Tähistab sünkrotroni kiirgusena tuntud protsessis toodetud energiat, milles vabalt ujuvad elektronid kiirenevad, kui nad interakteeruvad võimsate magnetväljadega. See tekitab iseloomuliku raadiosignaali, mida saab kasutada kosmose energeetiliste piirkondade jälgimiseks. Raadiovalgus, mida MeerKAT näeb, tungib läbi tihedate tolmupilvede, mis blokeerib nähtava valguse meie galaktika keskpunktist.

Heywood, kes töötleis selle tulemuseni viinud suures koguses vaatlusandmeid, ütles:

Meie galaktika keskpunkt on suhteliselt rahulik, võrreldes teiste väga aktiivsete keskmiste mustade aukudega galaktikatega. Isegi nii võib Linnutee keskne must auk muutuda ebaharilikult aktiivseks, süttides, kuna see võtab perioodiliselt massilisi tolmu ja gaasi tükke. Võimalik, et üks selline söötmishullus kutsus esile võimsad puhangud, mis paiskasid selle varem nägematu funktsiooni täis.

Varem nähtamatu? Jah, raadiospektri osas. Kuid on veel üks liivakellakujuline struktuur, mida astronoomid on juba varem teadnud, mis võib (või ei pruugi) olla seotud MeerKAT mullidega. Ja see on niinimetatud Fermi mullid, mida kinnitasid 2010. aastal suure energiatarbega gammakiirguse vaatlused.

Fermi mullide servade vihjeid jälgis esmakordselt röntgenikiirgus (sinine) Saksamaa, USA ja Suurbritannia ühine röntgenvaatluskeskus ROSAT, mis töötas kosmoses kogu 1990. aastate vältel. Hiljem kinnitas 2008. aastal turule lastud Fermi gammakiire kosmoseteleskoop 2 galaktika tuuma mõlemal küljel asuvate kümnete tuhandete valgusaastate kaugusel asuvate tohutute mullide piirjooned. Need tähelepanekud on sellel illustratsioonil märgitud magenta värviga. Pilt NASA Goddardi kosmoselennukeskuse kaudu.

Küsisin ühelt selle uue paberi autorilt - Lõuna-Aafrika Kaplinna SARAO juhtivteadurilt Fernando Camilolt - kuidas uus avastus on seotud Fermi mullidega. Ta vastas e-postiga:

See on väga hea küsimus.

Fermi mullid on palju suuremad kui MeerKAT raadiomullid (umbes 50 korda suuremad: Fermi puhul umbes 75 000 valgusaastat, MeerKAT puhul 1400 valgusaastat). Nad on ka palju energilisemad: kui MeerKAT mullid täis pumbatakse, ei vaja see rohkem kui 1% Fermi mullide energiasisaldusest.

Kuid need mõlemad on tohutud kahepolaarsed struktuurid, sümmeetrilised galaktilise keskpunkti suhtes, keskse supermassiivse musta augu lähedal, ja nii teie küsimus siiski tekib.

Meie seisukoht on, et MeerKAT mullid võivad esindada Fermi mullide tekitamisega sarnase protsessi vähem energeetilist versiooni (Fermi mullide päritolu on endiselt palju vaieldav ja ma loodan, et MeerKAT mullide päritolu samuti kutsuda esile erinevaid vaateid).

Kui see nii on, võivad MeerKAT mullid olla näide sellistest katkendlikest sündmustest, mis toimuvad aeg-ajalt Linnutee keskuse lähedal ja mida juhib must auk, mille kumulatiivne mõju põhjustab muid suuremahulisi struktuure mida on näha kõrgematel galaktilistel laiuskraadidel (see tähendab Linnutee tasapinnast eemal), kaasa arvatud röntgenkiirtes näha olevad struktuurid ja tõepoolest Fermi gammakiirguse mullid.

Camilo lisas:

Need tohutud mullid on siiani varjatud galaktika keskpunktist pärit eriti ereda raadiokiirguse kiirguse käes. Mullide eemaldamine taustmürast oli tehniline turg, mis oli võimalik ainult tänu MeerKATi ainulaadsetele omadustele ja soodsale asukohale lõunapoolkeral. Selle ootamatu avastusega oleme Linnuteel tunnistajaks aine ja energia galaktika ulatuse väljavoolu uudsele avaldumisele, mida lõpuks juhib keskne must auk.

Raadomullide ja MeerKAT teleskoobi komposiit. Raadiopilt Linnutee keskpunktist, esiplaanil MeerKATi teleskoobi massiivi osa. Galaktika tasapinda tähistab rida erksaid jooni, plahvatuslikult kasvanud tähti ja piirkondi, kus uued tähed sünnivad, ning see kulgeb diagonaalselt üle pildi paremalt allservast üles keskele. Linnutee keskel asuv must auk on peidetud nende laiendatud piirkondade kõige heledamasse kohta. Raadiomullid ulatuvad kahe lähima antenni vahel paremasse ülanurka. Mullidega paralleelselt võib näha paljusid magnetiseeritud kiude. Selles liitpildis on teisest lähimast antennist vasakul olev taevas palja silmaga nähtav öine taevas ja paremal asuvat raadiopilti on selle peente omaduste esiletõstmiseks suurendatud. Pilt SARAO / Oxfordi kaudu.

Alumine rida: Raadioastronoomid on jälginud paari tohutut raadiolainet kiirgavat mulli, mis tornivad sadu valgusaastaid meie galaktika keskpiirkonna kohal ja all.

Allikas: 430-parseliste bipolaarsete raadiomullide inflatsioon galaktilises keskuses energilise sündmuse abil

Oxfordi ülikooli kaudu