Ongekend nieuw telescoopbeeld onthult bijna 1.000 mysterieuze filamenten in het centrum van de Melkweg

Mozaïekbeeld van het centrum van de Melkweg, vastgelegd door radiogolven. Magnetische snorharen zijn grote verticale schuine strepen door het hele beeld. Krediet: Northwestern University

“Een keerpunt in het vergroten van ons begrip van deze structuren”, zegt de onderzoeker.

Een ongekend nieuw telescoopbeeld van Melkweg Het turbulente galactische centrum heeft bijna 1.000 mysterieuze strengen onthuld, die op onverklaarbare wijze in de ruimte bungelen.

Met een spanwijdte tot 150 lichtjaar worden de eendimensionale snaren (of snaren) gevonden in paren en groepen, vaak op gelijke afstanden gestapeld, naast elkaar als snaren op een harp. Met behulp van waarnemingen op radiogolflengten, Noordwestelijke UniversiteitIn het begin van de jaren tachtig werden sterk georganiseerde magnetische filamenten ontdekt door Farhad Yousefzadeh. Hij ontdekte dat de mysterieuze filamenten bestaan ​​uit kosmische stralingselektronen die het magnetische veld verplaatsen met een snelheid die dicht bij de lichtsnelheid ligt. Maar hun oorsprong is sindsdien een onopgelost mysterie gebleven.

Nu heeft de nieuwe afbeelding tien keer meer leads onthuld dan eerder werd ontdekt, waardoor Yousefzadeh en zijn team voor het eerst statistische studies konden uitvoeren over een breed scala aan leads. Deze informatie zal hen waarschijnlijk helpen een al lang bestaand mysterie op te lossen.

Het onderzoek is nu online beschikbaar en is geaccepteerd voor publicatie door Astrofysische journaalbrieven.[1]

Farhad Yousefzadeh

Farhad Yousefzadeh. Krediet: Northwestern University

“We hebben individuele strengen lange tijd bestudeerd vanuit een bijziend perspectief”, zegt Yousefzadeh, de hoofdauteur van het artikel. “Nu zien we eindelijk het grote geheel – een panoramisch uitzicht gevuld met een overvloed aan filamenten. Alleen al het onderzoeken van een paar filamenten maakt het moeilijk om een ​​echte conclusie te trekken over wat ze zijn en waar ze vandaan kwamen. Dit is een keerpunt in de verdere ontwikkeling ons begrip van deze structuren.”

Youssefzadeh is hoogleraar natuurkunde en sterrenkunde aan de Weinberg School of Arts and Sciences van de Northwestern University en lid van het Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA).

afbeelding bouwer

Om de afbeelding met ongekende helderheid en detail te maken, hebben astronomen drie jaar lang de lucht gescand en gegevens geanalyseerd in het South African Radio Astronomy Observatory (SARAO). Gebruikmakend van 200 uur op SARAO’s MeerKAT-telescoop, stelden de onderzoekers een mozaïek samen van 20 afzonderlijke waarnemingen van verschillende delen van de hemel in de richting van het centrum van de Melkweg, 25.000 lichtjaar van de aarde.

READ  Nieuw onderzoek toont aan dat de Noordelijke IJszee decennia eerder opwarmde dan eerder werd gedacht

De volledige foto zal worden gepubliceerd in een bijgevoegd extra blad[2] – Onder leiding van de astrofysicus Ian Heywood van de Universiteit van Oxford en co-auteur van Yousefzadeh – in een komende uitgave van Astrofysisch tijdschrift. Naast de filamenten legt de afbeelding radio-emissies vast van vele verschijnselen, waaronder exploderende sterren, stellaire kraamkamers en nieuwe supernovaresten.

We hebben enkele strengen lange tijd bestudeerd vanuit een bijziend perspectief. Nu zien we eindelijk het grote geheel – een panoramisch uitzicht gevuld met een overvloed aan draden. Dit is een keerpunt in het vergroten van ons begrip van deze structuren.”
Farhad Yousefzadeh, astrofysicus

“Ik heb veel tijd besteed aan het kijken naar deze foto terwijl ik eraan werkte, en ik werd er nooit moe van”, zei Heywood. “Als ik dit beeld laat zien aan mensen die misschien nieuw zijn in radioastronomie, of er niet bekend mee zijn, probeer ik altijd te benadrukken dat radiobeeldvorming niet altijd zo is geweest, en wat een enorme sprong voorwaarts in termen van mogelijkheden. Het heeft echt een voorrecht geweest om aan te werken In de loop der jaren hebben collega’s uit Sarao deze prachtige telescoop gebouwd.”

Om de leads op een fijnere schaal weer te geven, gebruikte het team van Yousafzadeh een techniek om de achtergrond van de hoofdafbeelding te verwijderen om de leads te isoleren van de omringende structuren. Het resulterende beeld verbaasde hem.

“Het is als moderne kunst”, zei hij. “Deze afbeeldingen zijn zo mooi en rijk, en het mysterie dat ze omringt maakt ze des te interessanter.”

Wat we weten?

Hoewel veel van de mysteries rond de draden blijven bestaan, slaagt Yousefzadeh erin om meer van de puzzel samen te voegen. In hun laatste onderzoek onderzochten hij en zijn medewerkers specifiek de magnetische velden van de gloeidraad en de rol van kosmische straling bij het verlichten van magnetische velden.

De variantie in de straling die door de filamenten wordt uitgezonden, verschilt sterk van die in de nieuw ontdekte supernovaresten, wat aangeeft dat de verschijnselen een verschillende oorsprong hebben. De onderzoekers ontdekten waarschijnlijk dat de filamenten verband houden met de vroegere activiteit van de centrale supermassa van de Melkweg zwart gat In plaats van gecoördineerde explosies van supernova’s. De aanwijzingen kunnen ook verband houden met de enorme radio-emitterende bubbels, die Yousefzadeh en zijn medewerkers in 2019 ontdekten.

READ  Verre UV-LED-lampen doden efficiënt bacteriën en virussen zonder mensen te schaden

En hoewel Youssefzadeh al wist dat draden gemagnetiseerd zijn, kan hij nu zeggen dat magnetische velden langs de draden versterken, een fundamentele eigenschap die alle draden delen.

“Dit is de eerste keer dat we de statistische eigenschappen van filamenten hebben kunnen bestuderen,” zei hij. Door statistieken te bestuderen, kunnen we meer te weten komen over de eigenschappen van deze ongebruikelijke bronnen.

“Als je bijvoorbeeld van een andere planeet komt en een heel groot persoon op aarde tegenkomt, zou je kunnen aannemen dat alle mensen lang zijn. Maar als je statistieken voor een groep mensen doet, kun je de gemiddelde lengte vinden. Dat is precies wat we doen. We kunnen sterkte magnetische velden, hun lengtes, richtingen en stralingsspectrum vinden”.

Wat we niet weten

Van de resterende mysteries is Youssefzadeh vooral verbijsterd over hoe de draden zijn ontstaan. De draden in de clusters zijn op exact gelijke afstanden van elkaar gescheiden – ongeveer de afstand van de aarde tot de zon.

harp-achtige set

Harp-achtige set. Krediet: Northwestern University

“Het is als de regelmatige afstand van de zonneringen,” zei hij. We weten nog steeds niet waarom ze in groepen kwamen of begrijpen hoe ze uit elkaar gingen, noch weten we hoe deze regelmatige afstanden gebeuren. Elke keer dat we een vraag beantwoorden, verschijnen er meerdere.”

Yousefzadeh en zijn team weten nog steeds niet of de filamenten in de loop van de tijd bewegen of veranderen of waardoor elektronen met zulke duizelingwekkende snelheden versnellen.

“Hoe kun je elektronen versnellen met bijna de lichtsnelheid?” Gevraagd. “Een idee is dat er enkele bronnen aan het einde van deze filamenten zijn die deze deeltjes versnellen.”

Wat dan

Youssefzadeh en zijn team werken momenteel aan het identificeren en indexeren van elke thread. De hoek, curve, magnetisch veld, spectrum en intensiteit van elk filament zullen in een toekomstig onderzoek worden gepubliceerd. Het begrijpen van deze eigenschappen zal de astrofysische gemeenschap meer aanwijzingen geven over de aard van de ongrijpbare strengen.

READ  Peloton Leanne Hensby, 35, werd gediagnosticeerd met borstkanker

De MeerKAT-telescoop, gelanceerd in juli 2018, zal nieuwe geheimen blijven onthullen.

“We zijn zeker een stap dichter bij een beter begrip”, zei Yousefzadeh. Maar wetenschap is een opeenvolging van vooruitgang op verschillende niveaus. We hopen de zaak tot op de bodem uit te zoeken, maar er zijn meer observaties en theoretische analyse nodig. Het kost tijd om complexe zaken volledig te begrijpen.”

Referenties:

  1. “Statistische kenmerken van de populatie van galactische centrumfilamenten: spectrale index en equivalent magnetisch veld” door F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle, I. Heywood, WD Cotton en F. Camilo, geaccepteerd Astrofysische journaalbrieven.
    arXiv: 2201.10552
  2. “MeerKAT Galactic Center Mosaic op 1,28 GHz” door I.Hywood, I. Rammala, F. Camilo, WD Cotton, F. Yusef-Zadeh, TD Abbott, RM Adam, G. Adams, MA Aldera, KMB Asad, EF Bauermeister, TGH Bennett, HL Bester, WA Bode, DH Botha, AG Botha, LRS Brederode, S. Buchner, JP Burger, T. Cheetham, DIL de Villiers, MA Dikgale-Mahlakoana, LJ du Toit, SWP Esterhuyse, BL Fanaroff, S. Februari, DJ Fourie, BS Frank, RRG Gamatham, M. Geyer, S. Goedhart, M. Gouws, SC Gumede, MJ Hlakola, A. Hokwana, SW Hoosen, JMG Horrell, B. Hugo, AI Isaacson, GIG Józsa, JL Jonas, AF Joubert, RPM Julie, FB Kapp, JS Kenyon, PPA Kotzé, N. Kriek, H. Kriel, VK Krishnan, R. Lehmensiek, D. Liebenberg, RR Lord, BM Lunsky, K. Madisa, LG Magnus, O . Mahgoub, A. Makhaba, S. Makhathini, J.A. Malan, J.R. Manley, S.J. Marais, A. Martens, T. Mauch, B.C. Merry, R.P. Millenaar, N. Mnyandu, O.J. Mokone, T.E. Monama, M.C. Mphego, B.S. New, B.S. New Ngcebetsha, KJ Ngoasheng, MT Ockards, N. Oozeer, AJ Otto, SS Passmoor, AA Patel, A. Peens-Hough, SJ Perkins, AJT Ramaila, NMR Ramanujam, ZR Ramudzuli, SM Ratcliffe, AS Robyntjies, A. Robyntjies , Sambu, CTG Schollar, LC Schwardt, RR Schwartz, M. Serylak, R. Siebrits, SK Sirothia, M. Slabber, OM Smirnov, L. Sophia, B. Talgard, C. Tass, AJ Tibladi, O. Torovanda, SN Toom, TJ Van Balla, A. Van der Bell, C. Van der Merwe, V. Van Tonder, R. Van Wyk, AG Venter, M. Venter, B.H. Wallace, M.G. Welz, L.P. Williams en B. Xaia, Geaccepteerd, Astrofysische journaalbrieven.
    arXiv: 2201.10541

De studie van “Statistische eigenschappen van de populatie van galactische centrumfilamenten: spectrale index en gelijk magnetisch veld” wordt ondersteund. NASA De Nationale Wetenschapsstichting.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *