Adembenemend zicht op de Melkweg onthult mysterieuze structuren die in de ruimte bungelen

[univers]

MeerKAT's nieuwe kijk op het centrum van de Melkweg. (I. Heywood/SARAO)

Een nieuwe kijk op het hart van de Melkweg onthult fascinerende structuren die we nog nooit eerder hebben gezien.

De beelden, gemaakt met de ultragevoelige MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika, tonen ruwweg 1.000 strengen magnetische filamenten die zich uitstrekken tot 150 lichtjaar in verrassend schone en regelmatige opstellingen.

Dat is 10 keer de hoeveelheid van deze strengen die we eerder kenden, wat significante statistische gegevens toevoegt die ons eindelijk zouden kunnen helpen hun aard te begrijpen, wat een raadsel is sinds hun ontdekking in de jaren tachtig.

"We hebben lange tijd individuele filamenten bestudeerd met een bijziend beeld", zegt astrofysicus Farhad Yusef-Zadeh van de Northwestern University, die de filamenten aanvankelijk ontdekte.

“Nu zien we eindelijk het grote geheel: een panoramisch uitzicht vol 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 komen. Dit markeert een keerpunt in ons begrip van deze structuren.”

Hoewel het slechts ongeveer 25.000 lichtjaar verwijderd is (niet ver in kosmische termen), is het hart van het Melkwegstelsel buitengewoon moeilijk om in te kijken. Het is bedekt met enorme wolken van stof en gas, die bepaalde golflengten van licht blokkeren, ook die in het optische bereik. Maar we kunnen technologie gebruiken om onze visie in onzichtbare golflengten te veranderen.

MeerKAT, gerund door het South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), is een van 's werelds meest geavanceerde radiotelescopen en heeft ons sinds de start in 2016 ongekende inzichten gegeven in de galactische kern.

De nieuwste afbeelding is een absolute blikvanger. Het werd gebouwd met behulp van 200 uur observatiegegevens verzameld over drie jaar, en het toont de regio in radiogolflengten met ongekende helderheid en diepte.


De spectrale index van de galactische centrumfilamenten. (Northwestern University/SARAO/Oxford University)
Yusef-Zadeh en zijn team gebruikten vervolgens een techniek om de achtergrond van de afbeelding te verwijderen, waardoor magnetische snaren zichtbaar werden die in clusters rond het galactische centrum waren verdeeld.

Het is onduidelijk wat ze zijn, of hoe ze zijn ontstaan. Wat we wel weten, is dat ze elektronen uit kosmische straling omvatten die ronddraaien in magnetische veldfilamenten met snelheden die bijna het licht zijn.

Dankzij de nieuwe afbeeldingen konden onderzoekers meer te weten komen over de strengen, waardoor we een stap dichter bij het begrijpen ervan kwamen.

“Als je bijvoorbeeld van een andere planeet zou komen en je zou een heel lange persoon op aarde tegenkomen, dan zou je kunnen aannemen dat alle mensen lang zijn. Maar als je statistieken maakt over een populatie van mensen, kun je de gemiddelde lengte vinden", legt Yusef-Zadeh uit.

“Dat is precies wat we doen. We kunnen de sterkte van magnetische velden, hun lengtes, hun oriëntaties en het stralingsspectrum vinden.”

We begrijpen nu dat magnetische velden worden versterkt over de hele lengte van elk filament. De nieuwe gegevens onthulden ook een voorheen onbekend supernova-overblijfsel; het heeft een andere stralingssignatuur dan de filamenten. Dit elimineert de supernovarest als een mogelijke voorloper van de filamenten.


Een bolvormige supernovarest ontdekt door het MeerKAT-team. (I. Heywood/SARAO)
In 2019 onthulden eerdere MeerKAT-gegevens het bestaan ​​van gigantische radiobellen die zich boven en onder het galactische vlak uitstrekken, los van de gammastraling Fermi-bellen die in 2010 werden ontdekt. ​​Het is mogelijk dat de filamenten gerelateerd zijn aan deze radiobellen, maar deze mogelijkheid zal nodig zijn in een toekomstig artikel te onderzoeken.

De nieuwe informatie wierp ook nieuw licht op mysterie. De filamenten zijn georganiseerd in groepen, of clusters, en zijn volgens de onderzoekers zeer regelmatig verdeeld binnen die clusters, vergelijkbaar met harpsnaren.

Ze lijken bijna op de normale afstand in zonnelussen", zegt Yusef-Zadeh . "We weten nog steeds niet waarom ze in clusters komen of begrijpen hoe ze uit elkaar gaan, en we weten niet hoe deze regelmatige afstanden gebeuren. Elke keer dat we één vraag beantwoorden, komen er meerdere andere vragen op.”

We begrijpen ook niet het proces dat elektronen in magnetische filamenten versnelt. De filamenten kunnen verband houden met een vreemd magnetisch filament dat vorig jaar werd ontdekt en dat straling uitzendt op zowel radio- als röntgengolflengten.

De volgende fase is om elk filament om de beurt te onderzoeken en de kenmerken ervan te karakteriseren om een ​​uitgebreide catalogus te creëren die diepgaande statistische analyses mogelijk maakt.

"We zijn zeker een stap dichter bij een beter begrip", zegt Yusef-Zadeh . “Maar wetenschap is een opeenvolging van vooruitgang op verschillende niveaus. We hopen het tot op de bodem uit te zoeken, maar er zijn meer observaties en theoretische analyses nodig. Een volledig begrip van complexe objecten kost tijd.”

De studie is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters en is beschikbaar op arXiv . Een begeleidend document dat het mozaïek beschrijft, geaccepteerd in The Astrophysical Journal, is ook beschikbaar op arXiv . De gegevens zijn ook openbaar gemaakt.

https://noshma.com/astronomy/jaw-droppi ... -in-space/