Ten zdumiewający obraz centrum naszej galaktyki wskazuje na nowe zjawisko kosmiczne

Centrum Drogi Mlecznej to dziwne i dzikie miejsce.

Tam mieszka jądro naszej galaktyki – supermasywnej Czarna dziura 4 miliony mas Słońca, potwór o imieniu Sgr A *. Jest to prawdopodobnie najbardziej ekstremalne środowisko w naszej galaktyce, ponieważ jest zdominowane przez pola grawitacyjne i magnetyczne Sgr A *.

Trudno go również zobaczyć, mimo że znajduje się zaledwie 25800 lat świetlnych od nas: region jest otoczony gęstymi chmurami pyłu i gazu, które blokują niektóre długości fal światła. Ale jeśli użyjemy technologii do dostosowania naszego widzenia do niewidzialnych długości fal, poza wąskimi możliwościami naszych oczu, możemy zacząć dostrzegać zachodzące w nim dziwne procesy.

Korzystając z potężnego teleskopu kosmicznego Chandra X-ray Observatory i radioteleskopu MeerKAT, astronomowie dali nam taką wizję. Połączyli te obrazy, aby stworzyć panoramiczną mozaikę, która przedstawia bardzo gorące włókna gazu i pola magnetyczneBez precedensu„szczegóły.

W nowych badaniach astronom Daniel Wang z University of Massachusetts Amherst szczegółowo opisał te cechy – w tym szczególnie interesującą nić, która świeci jasno zarówno w promieniach rentgenowskich, jak i falach radiowych, przeplatając się.

„Ten wątek ujawnia nowe zjawisko”, Powiedział Wang. „To dowód na ciągłe ponowne połączenie pola magnetycznego”.

(NASA / CXC / UMass / QD Wang; NRF / SARAO / MeerKAT)

Cały obraz jest świetny. Promienie rentgenowskie są fotografowane w kolorze pomarańczowym, zielonym, niebieskim i fioletowym i reprezentują różne energie, a długości fal radiowych są szare i fioletowe. Nad i pod powierzchnią galaktyki dwie masywne kolumny gazu rozciągają się na 700 lat świetlnych.

Wydaje się, że bańka południowa jest powiązana z gigantyczną bańką radiową odkrytą właśnie w 2019 roku i uważa się, że jest wynikiem niedawnej działalności Sgr A * (nie należy jej mylić z większymi bąbelkami Fermiego ani bąbelkami eROSITA).

Niezwykłe włókno gazu, zwane G0,17-0,41, pojawia się w płacie południowym – długa, smukła struktura długa na 20 lat świetlnych, ale szeroka na zaledwie 0,2 lat świetlnych.

Promień rentgenowski jest osadzony w żarniku radiowym, a jego profil wskazuje, że żarnik radiowy jest polem magnetycznym. Kształt i właściwości widmowe tych połączonych elementów wskazują, że włókno jest wynikiem ponownego połączenia magnetycznego – gwałtownego zdarzenia, które występuje, gdy wyrównane linie pola magnetycznego zderzają się w przeciwnych kierunkach, rozpadają się i ponownie łączą.

G0,17-0,41. (NASA / CXC / UMass / QD Wang; NRF / SARAO / MeerKAT)

Podczas tego procesu, który zmienia pole magnetyczne, energia magnetyczna jest zamieniana na energię kinetyczną i ciepło. Zwykle jednak proces ten nie jest wystarczająco aktywny, aby wytworzyć promieniowanie rentgenowskie – ale pola magnetyczne w centrum galaktyki są znacznie silniejsze.

Położenie włókien na krawędziach pęcherzyków wskazuje, że ponowne połączenie magnetyczne może wynikać ze zderzeń między chmurami gazu. Kiedy materia jest odpychana od eksplozji w centrum galaktyki, zderza się z gazem w ośrodku międzygwiazdowym, który z kolei ponownie się łączy.

Może to częściowo odpowiadać za ogrzewanie gazowe w okolicy i sugeruje kilka interesujących implikacji. Ponieważ większość zdarzeń związanych z ponownym połączeniem będzie zbyt słaba lub zbyt rozproszona w promieniach rentgenowskich, aby można je było wykryć naszymi obecnymi metodami, możliwe jest, że G0,17-0,41 reprezentuje „tylko wierzchołek góry lodowej ponownego połączenia w centrum galaktyki”, Wang napisał w swoim artykule.

Ponieważ zdarzenia ponownego połączenia mogą odgrywać rolę w nagrzewaniu się plazmy międzygwiazdowej, przyspieszaniu promieniowania kosmicznego, zaburzeniach międzygwiazdowych i tworzeniu się struktur międzygwiazdowych, włókna takie jak G0,17-0,41 mogą być doskonałym laboratorium do zrozumienia fizyki międzygwiazdowego ponownego połączenia magnetycznego.

„Centrum galaktyki jest naprawdę złożonym systemem, który obejmuje nie tylko interakcję między różnymi składnikami gwiazdowymi i międzygwiazdowymi oraz Sgr A *, ale także dopływy i odpływy, wiele źródeł energii, a także mechanizmy ogrzewania i chłodzenia”. on napisał.

„Kompleksowe badanie galaktycznego centrum tej złożoności będzie naprawdę wymagało podejścia obejmującego wiele długości fal, połączonego z teoretycznymi i komputerowymi symulacjami ad hoc. Ostatecznie to, czego uczymy się z ekosystemu GC i jego związku z większymi strukturami, dostarczy nam wglądu w funkcjonowanie podobnych ekstremalnych regionów w innych galaktykach. „

Badania zostały opublikowane w Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.