За пределами Млечного пути обнаружено много странных космических нитей, и они огромны

Астрономы приближаются к разгадке странной тайны, представленной сотнями огромных нитей, свисающих в центре Млечного Пути.

Впервые эти длинные намагниченные нити, светящиеся в радиоволнах, наблюдались в других галактиках. Мало того, что они теперь больше не уникальны для Млечного Пути, диапазон сред, в которых их можно найти, позволяет ученым сузить механизмы, которые их создают.

Астрофизик Фархад Юсуф-Заде из Северо-Западного университета в США впервые обнаружил нити Млечного Пути в 1980-х годах.

По его словам, есть два возможных объяснения. Во-первых, это взаимодействие между галактическими ветрами и большими газовыми облаками; второй — турбулентность в слабых магнитных полях, возбуждаемых движением галактик.

«Мы много знаем о нитях в нашем собственном галактическом центре, и теперь нити во внешних галактиках начинают проявляться как новая популяция внегалактических нитей», — говорит Юсуф-Заде.

«Основные физические механизмы для обеих популяций нитей схожи, несмотря на совершенно разные среды. Объекты являются частью одного и того же семейства, но нити за пределами Млечного Пути — более старые, дальние родственники — и я имею в виду очень далекие (во времени и пространстве) ) двоюродные братья».

На сегодняшний день в Млечном Пути обнаружено около 1000 нитей длиной до 150 световых лет, свисающих на удивление аккуратно и упорядоченно, как струны арфы, что было выяснено совсем недавно благодаря радиотелескопу MeerKAT в Южной Африке.

Тщательные наблюдения телескопа за галактическим центром, проникающим сквозь толщу пыли и газа, которые скрывают большую часть того, что находится внутри, увеличили количество известных ранее нитей в десять раз. Радионаблюдения также показали, что нити содержат электроны космических лучей, вращающиеся в магнитных полях со скоростью, близкой к скорости света, и что магнитные поля усиливаются по всей длине всех нитей.

Без дополнительной информации выяснить, почему они находятся в галактическом центре, будет сложно. Недавнее открытие большего количества нитей в четырех различных скоплениях галактик, находящихся на расстоянии от 163 до 652 миллионов световых лет, является огромным прорывом.

«Поскольку мы нашли эти нити в другом месте во Вселенной, это намекает на то, что происходит что-то универсальное».

Недавно обнаруженные нити за пределами Млечного Пути отличаются от нитевидных структур нашей галактики несколькими довольно важными аспектами. Они связаны со струями и лепестками радиогалактик — огромными структурами, которые вырываются из галактического центра и простираются на огромные расстояния по обе стороны от галактической плоскости. Нити, отходящие от этих струй и лепестков, также намного больше, чем структуры, видимые в центре Млечного Пути, — от 100 до 1000 раз больше.

Некоторые из них имеют поразительную длину, до 200 килопарсеков. «Это примерно в четыре или пять раз больше, чем размер всего нашего Млечного Пути. Что примечательно, так это то, что их электроны остаются вместе на таком большом расстоянии. Если бы электрон двигался со скоростью света по длине нити, ему потребовалось бы 700 000 лет. И они не путешествуют со скоростью света».

Они также старше, и их магнитные поля слабее. И, конечно же, они простираются в межгалактическое пространство, часто под прямым углом к ​​джетам. Нити Млечного Пути, по-видимому, сосредоточены на галактическом диске.

С другой стороны, сходство сильное. Галактические и внегалактические нити имеют одинаковое отношение длины к ширине, и механизм переноса космических лучей одинаков. Если один и тот же механизм производит все нити, он должен работать в разных масштабах.

Одним из таких механизмов может быть ветер. Активные сверхмассивные черные дыры и бурное звездообразование могут генерировать галактические ветры, устремляющиеся в межгалактическое пространство. Эти ветры могут толкать тонкие облака газа и пыли, которые дрейфуют в межзвездном и межгалактическом пространстве, сталкивая материал вместе, создавая нитевидные структуры.

Моделирование предложило другую возможность: турбулентность в среде, порожденная гравитационными возмущениями. Такая турбулентность может создавать водовороты в межгалактической среде, вокруг которых слабые магнитные поля зацепляются, сворачиваются и в конечном итоге вытягиваются в нити с сильными магнитными полями.

Это не окончательный ответ – пока. Мы даже не знаем наверняка, отвечает ли один и тот же механизм за оба типа филаментов, или совершенно разные явления создают структуры, которые выглядят очень похожими.

«Все эти нити за пределами нашей галактики очень старые», — говорит Юсуф-Заде . «Они почти из другой эпохи нашей Вселенной и тем не менее сигнализируют обитателям Млечного Пути о том, что существует общее происхождение для образования нитей. Я думаю, это замечательно».

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.