Gemagnetiseerde radiofilamenten zijn overvloedig aanwezig in de binnenste paar honderd parsecs van onze Melkweg. De vooruitgang bij het begrijpen van deze populatie van filamenten is de afgelopen decennia traag geweest, deels als gevolg van een gebrek aan detectie elders in het sterrenstelsel of in externe sterrenstelsels.
Nu, veertig jaar later, Northwestern University astrofysici hebben voor het eerst twee mogelijke verklaringen voor de onbekende oorsprong van de filamenten geïntroduceerd. Ze stelden voor dat de filamenten het resultaat zouden kunnen zijn van een interactie tussen grootschalige wind en wolken, of zouden kunnen voortkomen uit turbulentie in een zwak magnetisch veld.
De eerste filamenten die Zadeh vond, torenden dicht bij de Het centrale superzware zwarte gat van de Melkweg en waren tot 150 lichtjaar lang. Zadeh breidde zijn observatiedatabase eerder dit jaar uit met meer dan 1,000 filamenten. De eendimensionale filamenten in die batch komen voor in groepen en paren, vaak gelijkmatig verdeeld, naast elkaar gestapeld als harpsnaren, of zijwaarts stromend als individuele rimpelingen in een cascade.
Zadeh onthulde waaruit de mysterieuze filamenten bestaan Kosmische straal elektronen die bijna net zo snel langs een magnetisch veld wervelen als licht. Zadeh bleef zich afvragen waar de filamenten vandaan kwamen, ondanks dat hij het mysterie had opgelost waaruit de filamenten bestonden. Als gevolg van de ontdekking van een gloednieuwe populatie buiten onze Melkweg hebben astronomen nu meer mogelijkheden om de fysieke processen rond de filamenten te bestuderen.
Hij zei, “Na al die jaren de filamenten in ons eigen Galactisch Centrum te hebben bestudeerd, was ik enorm opgewonden toen ik deze enorm mooie structuren zag. Omdat we deze filamenten elders in het universum hebben gevonden, duidt dit erop dat er iets universeels aan de hand is.”
De nieuwe populatie filamenten lijkt qua uiterlijk op de filamenten in onze Melkweg, maar er zijn enkele belangrijke verschillen. De filamenten buiten de Melkweg zijn bijvoorbeeld aanzienlijk groter en variëren van 100 tot 10,000 keer langer. Ze hebben ook minder magnetische velden en zijn veel ouder. De meeste daarvan bungelen vreemd genoeg onder een hoek van 90° vanuit de jets van een zwart gat in de immense leegte van het intraclustermedium of het gebied dat tussen de sterrenstelsels van de cluster ligt.
Krediet: Northwestern Universiteit
De nieuw gevonden populatie deelt echter dezelfde lengte-breedteverhouding als de filamenten van de Melkweg. En het lijkt erop dat beide groepen dezelfde methoden gebruiken om energie over te brengen. De elektronen in de filamenten zijn dichter bij de straal energieker, maar naarmate ze verder afdalen, worden ze minder energiek. De zaaddeeltjes die nodig zijn om een filament te vormen, kunnen afkomstig zijn van de straal van het zwarte gat, maar een onbekende kracht moet deze deeltjes over verbazingwekkende afstanden drijven.
Zade zei: “Sommige ervan hebben een grote lengte, tot wel 200 kiloparsec. Dat is ongeveer vier tot vijf keer groter dan onze hele Melkweg. Het opmerkelijke is dat hun elektronen op zo’n lange schaal bij elkaar blijven. Als een elektron met de snelheid van het licht langs de lengte van de gloeidraad zou reizen, zou dit 700,000 jaar duren. En ze reizen niet met de snelheid van het licht.”
Wetenschappers hebben dat getheoretiseerd “De oorsprong van de filamenten zou een simpele interactie kunnen zijn tussen galactische wind en een obstakel, zoals een wolk. Terwijl de wind zich om het obstakel heen wikkelt, ontstaat er een komeetachtige staart achter.”
Zade uitgelegd, “Wind komt voort uit de beweging van het sterrenstelsel terwijl het ronddraait. Het is alsof je je hand uit het raam van een rijdende auto steekt. Buiten is er geen wind, maar je voelt de lucht bewegen. Wanneer het sterrenstelsel beweegt, ontstaat er wind die door plaatsen kan dringen waar de kosmische stralingsdeeltjes vrij los zitten. Het veegt het materiaal weg en creëert een draadvormige structuur.”
“Terwijl radiostelsels rondbewegen, kan de zwaartekracht het medium beïnvloeden en in beweging brengen. Het medium vormt dan vlekken van wervelende draaikolken. Nadat het zwakke magnetische veld zich rond deze draaikolken heeft gewikkeld, kan het uitgerekt, gevouwen en versterkt worden en uiteindelijk langwerpige filamenten worden met een sterk magnetisch veld.”
“Al deze filamenten buiten onze Melkweg zijn erg oud. Ze komen bijna uit een ander tijdperk van ons universum en geven de bewoners van de Melkweg toch een signaal dat er een gemeenschappelijke oorsprong bestaat voor de vorming van de filamenten. Ik vind dit opmerkelijk.”
Journal Reference:
- F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle. Populaties van gemagnetiseerde filamenten in het intraclustermedium en het galactische centrum. De astrofysische journaalbrieven. DOI 10.3847/2041-8213/ac982a
