Magnetiserede radiofilamenter er rigelige i vores galakses indre par hundrede parsecs. Fremskridt med at forstå denne bestand af filamenter har været langsom i løbet af de sidste par årtier, delvist på grund af manglende detektion andre steder i galaksen eller eksterne galakser.
Nu, 40 år senere, Northwestern University astrofysikere har for første gang introduceret to mulige forklaringer på filamenternes ukendte oprindelse. De foreslog, at filamenterne kunne skyldes en vekselvirkning mellem vind og skyer i stor skala eller kunne opstå fra turbulens inde i et svagt magnetfelt.
De første filamenter, som Zadeh fandt, ragede tæt op ad Mælkevejens midterste supermassive sorte hul og var op til 150 lysår lange. Zadeh øgede sin observationsdatabase med over 1,000 filamenter tidligere i år. De endimensionelle filamenter i den batch forekommer i grupper og par, ofte jævnt fordelt, stablet side om side som harpestrenge eller strømmer sidelæns som individuelle krusninger i en kaskade.
Zadeh afslørede, at de mystiske filamenter består af kosmisk stråle elektroner, der hvirvler langs et magnetfelt næsten lige så hurtigt som lys. Zadeh fortsatte med at undre sig over, hvor filamenterne kom fra, på trods af at han havde løst mysteriet om, hvad filamenterne bestod af. Som et resultat af opdagelsen af en helt ny befolkning uden for vores galakse, har astronomer nu flere muligheder for at studere de fysiske processer omkring filamenterne.
Han sagde, "Efter at have studeret filamenter i vores eget Galaktiske Center i alle disse år, var jeg ekstremt begejstret for at se disse enormt smukke strukturer. Fordi vi fandt disse filamenter andre steder i universet, antyder det, at der sker noget universelt."
Den nye bestand af filamenter ligner filamenterne i vores Mælkevej i udseende, men der er nogle væsentlige forskelle. For eksempel er filamenterne uden for Mælkevejen væsentligt større og spænder fra 100 til 10,000 gange længere. De har også mindre magnetiske felter og er meget ældre. De fleste af dem dingler underligt i en vinkel på 90° fra et sort huls stråler ind i det enorme tomrum i intraklyngemediet eller området gemt mellem hobens galakser.
Kredit: Northwestern University
Imidlertid deler den nyfundne befolkning det samme længde-til-bredde-forhold som filamenter af Mælkevejen. Og det ser ud til, at de samme metoder bruges af begge grupper til at overføre energi. Elektronerne i filamenterne er mere energiske tættere på strålen, men efterhånden som de falder længere ned, bliver de mindre energiske. Frøpartiklerne, der kræves for at danne en filament, kan være tilvejebragt af det sorte huls stråle, men en ukendt kraft må drive disse partikler langs forbløffende afstande.
Zadeh sagde, "Nogle af dem har stor længde, op til 200 kiloparsecs. Det er omkring fire eller fem gange større end hele vores Mælkevej. Det bemærkelsesværdige er, at deres elektroner forbliver sammen på så lang en skala. Hvis en elektron rejste med lysets hastighed langs glødetrådens længde, ville det tage det 700,000 år. Og de rejser ikke med lysets hastighed."
Forskere teoretiserede det "Glødetrådenes oprindelse kunne være en simpel interaktion mellem galaktisk vind og en forhindring, såsom en sky. Når vinden vikler sig rundt om forhindringen, skaber den en kometlignende hale bag den."
Zadeh forklarede, "Vind kommer fra galaksens bevægelse, mens den roterer. Det er ligesom når man stikker hånden ud af vinduet i en kørende bil. Der er ingen vind udenfor, men du mærker luften bevæge sig. Når galaksen bevæger sig, skaber den vind, der kunne skubbe gennem steder, hvor de kosmiske strålepartikler er ret løse. Det fejer materialet og skaber en filamentær struktur."
"Når radiogalakser bevæger sig rundt, kan tyngdekraften påvirke mediet og omrøre det. Mediet danner derefter pletter af hvirvlende hvirvler. Efter at det svage magnetiske felt vikler sig rundt om disse hvirvler, kan det blive strakt, foldet og forstærket - til sidst bliver det aflange filamenter med et stærkt magnetfelt."
"Alle disse filamenter uden for vores galakse er meget gamle. De er næsten fra en anden æra af vores univers og signalerer alligevel Mælkevejens indbyggere, at der eksisterer en fælles oprindelse for dannelsen af filamenterne. Jeg synes, det er bemærkelsesværdigt."
Journal Reference:
- F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle. Populationer af magnetiserede filamenter i intracluster-mediet og det galaktiske center. The Astrophysical Journal Letters. DOI 10.3847/2041-8213/ac982a
