Samanyolu’nun merkezinin radyo dalgalarıyla çekilmiş bir mozaik görüntüsü. Manyetik filamentler, görüntü boyunca büyük, dikey eğik çizgilerdir. Kredi: Northwestern Üniversitesi
Araştırmacı, “Bu yapılar hakkındaki anlayışımızı ilerletmek için bir dönüm noktası” diyor.
Eşi benzeri görülmemiş yeni bir teleskop görüntüsü Samanyolu Galaksinin çalkantılı merkezi, uzayda açıklanamaz bir şekilde sarkan yaklaşık 1000 gizemli ipliği ortaya çıkardı.
150 ışıkyılı uzunluğa kadar uzanan tek boyutlu teller (veya filamentler), bir arp üzerindeki teller gibi yan yana, genellikle eşit aralıklarla istiflenmiş çiftler ve kümeler halinde bulunur. Radyo dalga boylarındaki gözlemleri kullanarak, kuzeybatı ÜniversitesiFarhad Yusef-Zadeh, 1980’lerin başında son derece organize, manyetik filamentleri keşfetti. Gizemli iplikçiklerin, manyetik alanı ışık hızına yakın bir hızla döndüren kozmik ışın elektronlarından oluştuğunu buldu. Ancak kökenleri o zamandan beri çözülmemiş bir gizem olarak kaldı.
Şimdi, yeni görüntü, daha önce keşfedilenden 10 kat daha fazla filamenti açığa çıkardı ve Yusef-Zadeh ve ekibinin ilk kez geniş bir filament popülasyonu üzerinde istatistiksel çalışmalar yürütmesini sağladı. Bu bilgi potansiyel olarak uzun süredir devam eden gizemi nihayet çözmelerine yardımcı olabilir.
Çalışma şu anda çevrimiçi olarak mevcuttur ve tarafından yayınlanmak üzere kabul edilmiştir. Astrofizik Dergi Mektupları.[1]
Farhad Yusef-Zadeh. Kredi: Northwestern Üniversitesi
Gazetenin başyazarı Yusef-Zadeh, “Uzun süre miyop bir bakış açısıyla tek tek filamentleri inceledik” dedi. “Artık sonunda büyük resmi görüyoruz – bol miktarda lifle dolu panoramik bir görüntü. Sadece birkaç filamenti incelemek, bunların ne oldukları ve nereden geldikleri hakkında gerçek bir sonuca varmayı zorlaştırır. Bu, bu yapılar hakkındaki anlayışımızı ilerletmede bir dönüm noktasıdır.”
Yusef-Zadeh, Northwestern’deki Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde fizik ve astronomi profesörü ve Astrofizikte Disiplinlerarası Keşif ve Araştırma Merkezi’nin (CIERA) bir üyesidir.
Görüntüyü oluşturma
Görüntüyü benzeri görülmemiş bir netlik ve ayrıntıyla oluşturmak için gökbilimciler, Güney Afrika Radyo Astronomi Gözlemevi’nde (SARAO) gökyüzünü incelemek ve verileri analiz etmek için üç yıl harcadılar. Araştırmacılar, SARAO’nun MeerKAT teleskopunda 200 saatlik bir süreyi kullanarak, Dünya’dan 25.000 ışıkyılı uzaklıktaki Samanyolu galaksisinin merkezine doğru, gökyüzünün farklı bölümlerinin 20 ayrı gözleminden oluşan bir mozaiği bir araya getirdiler.
Resmin tamamı, beraberindeki ek bir makalede yayınlanacaktır.[2] — Oxford Üniversitesi astrofizikçisi Ian Heywood tarafından yönetiliyor ve Yusef-Zadeh ile birlikte yazılıyor — gelecek bir sayısında Astrofizik Dergisi. Görüntü, filamanlarla birlikte, patlayan yıldızlar, yıldız doğumevleri ve yeni süpernova kalıntıları da dahil olmak üzere çok sayıda fenomenden radyo emisyonlarını yakalar.
“Uzun süre miyop bir bakış açısıyla tek tek filamentleri inceledik. Şimdi nihayet büyük resmi görüyoruz – bol miktarda lifle dolu panoramik bir görüntü. Bu, bu yapılar hakkındaki anlayışımızı ilerletmede bir dönüm noktasıdır.”
– Farhad Yusef-Zadeh, astrofizikçi
Heywood, “Üzerinde çalışma sürecinde bu resme bakmak için çok zaman harcadım ve bundan asla bıkmadım” dedi. “Bu görüntüyü radyo astronomisinde yeni olabilecek veya başka bir şekilde ona aşina olmayan insanlara gösterdiğimde, her zaman radyo görüntülemenin her zaman bu şekilde olmadığını ve MeerKAT’ın gerçekten ne kadar ileri bir sıçrama olduğunu vurgulamaya çalışıyorum. yetenekler. Bu fantastik teleskopu inşa eden SARAO’dan meslektaşlarla yıllar boyunca çalışmak gerçek bir ayrıcalıktı.”
Yusef-Zadeh’in ekibi, filamentleri daha ince bir ölçekte görüntülemek için, filamentleri çevreleyen yapılardan izole etmek için ana görüntüden arka planı kaldıran bir teknik kullandı. Ortaya çıkan resim onu şaşırttı.
“Modern sanat gibi” dedi. “Bu görüntüler çok güzel ve zengin ve hepsinin gizemi onu daha da ilginç kılıyor.”
Ne biliyoruz
Filamentleri çevreleyen birçok gizem kalırken, Yusef-Zadeh yapbozun daha fazlasını bir araya getirmeyi başardı. En son makalelerinde, o ve işbirlikçileri, filamentlerin manyetik alanlarını ve kozmik ışınların manyetik alanları aydınlatmadaki rolünü özellikle araştırdı.
Filamentlerden yayılan radyasyondaki varyasyon, yeni ortaya çıkarılan süpernova kalıntısından çok farklıdır, bu da fenomenlerin farklı kökenlere sahip olduğunu düşündürür. Araştırmacılar, iplikçiklerin Samanyolu’nun merkezi süper kütleli kütlesinin geçmişteki faaliyetleriyle ilgili olduğunu buldular. Kara delik koordineli süpernova patlamaları yerine. Filamentler ayrıca Yusef-Zadeh ve işbirlikçilerinin 2019’da keşfettiği muazzam, radyo yayan baloncuklarla da ilgili olabilir.
Ve Yusef-Zadeh filamentlerin manyetize olduğunu zaten biliyor olsa da, şimdi tüm filamentlerin paylaştığı birincil bir özellik olan manyetik alanların filamentler boyunca güçlendirildiğini söyleyebilir.
“Filamanların istatistiksel özelliklerini ilk kez inceleyebildik” dedi. “İstatistikleri inceleyerek, bu olağandışı kaynakların özellikleri hakkında daha fazla şey öğrenebiliriz.
“Örneğin başka bir gezegenden olsaydınız ve Dünya’da çok uzun boylu bir insanla karşılaştıysanız, tüm insanların uzun olduğunu varsayabilirsiniz. Ancak bir insan popülasyonunda istatistik yaparsanız, ortalama yüksekliği bulabilirsiniz. Biz de tam olarak bunu yapıyoruz. Manyetik alanların gücünü, uzunluklarını, yönelimlerini ve radyasyon spektrumunu bulabiliriz.”
bilmediğimiz şey
Geri kalan gizemler arasında, Yusef-Zadeh, filamentlerin nasıl yapılandırılmış göründüğü konusunda özellikle şaşırıyor. Kümeler içindeki filamentler birbirinden tamamen eşit mesafelerde ayrılır – yaklaşık olarak Dünya’dan güneşe olan mesafe.
Arp benzeri küme. Kredi: Northwestern Üniversitesi
“Güneş döngülerindeki normal aralığa neredeyse benziyorlar” dedi. “Neden kümeler halinde geldiklerini veya nasıl ayrıldıklarını hala bilmiyoruz ve bu düzenli aralıkların nasıl olduğunu bilmiyoruz. Bir soruyu her yanıtladığımızda, birden fazla soru ortaya çıkıyor.”
Yusef-Zadeh ve ekibi, filamentlerin zaman içinde hareket edip etmediğini veya değişip değişmediğini veya elektronların bu kadar inanılmaz hızlarda hızlanmasına neyin neden olduğunu hala bilmiyor.
“Elektronları ışık hızına yakın bir hızda nasıl hızlandırırsınız?” O sordu. “Bir fikir, bu iplikçiklerin sonunda bu parçacıkları hızlandıran bazı kaynaklar olduğudur.”
Sıradaki ne
Yusef-Zadeh ve ekibi şu anda her bir filamenti tanımlıyor ve katalogluyor. Her filamentin açısı, eğrisi, manyetik alanı, spektrumu ve yoğunluğu gelecekteki bir çalışmada yayınlanacaktır. Bu özellikleri anlamak, astrofizik topluluğuna filamentlerin anlaşılması zor doğası hakkında daha fazla ipucu verecektir.
Temmuz 2018’de fırlatılan MeerKAT teleskopu yeni sırları açığa çıkarmaya devam edecek.
Yusef-Zadeh, “Daha kapsamlı bir anlayışa kesinlikle bir adım daha yakınız” dedi. “Fakat bilim, farklı düzeylerde bir dizi ilerlemedir. Temeline inmeyi umuyoruz, ancak daha fazla gözlem ve teorik analiz gerekiyor. Karmaşık nesnelerin tam olarak anlaşılması zaman alır.”
Referanslar:
- F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle, I. Heywood, WD Cotton ve F. Camilo, “Galaktik Merkez Filamentlerinin Popülasyonunun İstatistiksel Özellikleri: Spektral İndeks ve Equipartition Magnetic Field”, Kabul edildi, Astrofizik Dergi Mektupları.
arXiv:2201.10552 - I. Heywood, I. Rammala, F. Camilo, WD Cotton, F. Yusef-Zadeh, TD Abbott, RM Adam, G. Adams, MA Aldera, KMB Asad, EF Bauermeister, “The 1.28 GHz MeerKAT Galaktik Merkez Mozaiği”, 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. Şubat, 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, RT Lord, BM Lunsky, K. Madisa, LG Magnus, O Mahgoub, A. Makhaba, S. Makhathini, JA Malan, JR Manley, SJ Marais, A. Martens, T. Mauch, BC Merry, RP Millenaar, N. Mnyandu, OJ Mokone, TE Monama, MC Mphego, WS New, B. 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, A. Robyntjies, S. Salie, N. Sambu, CTG Schollar, LC Schwardt, RL Schwartz, M. Serylak, R. Siebrits, SK Sirothia, M. Slabber, OM Smirnov, L. Sofeya, B. Taljaard, C. Tasse, AJ Tiplady, O. Toruvanda, SN Twum , TJ van Balla, A. van der Byl, C. van der Merwe, V. Van Tonder, R. Van Wyk, AJ Venter, M Venter, BH Wallace, MG Welz, LP Williams ve B. Xaia, Kabul Edildi, Astrofizik Dergi Mektupları.
arXiv:2201.10541
“Galaktik merkez filamentlerinin popülasyonunun istatistiksel özellikleri: Spektral indeks ve eşbölümlü manyetik alan” çalışması, tarafından desteklenmiştir. NASA ve Ulusal Bilim Vakfı.