Filamentele radio magnetizate sunt abundente în câteva sute de parsec-uri interioare ale galaxiei noastre. Progresul în înțelegerea acestei populații de filamente a fost lent în ultimele decenii, în parte din cauza lipsei de detectare în altă parte a galaxiei sau a galaxiilor externe.
Acum, 40 de ani mai târziu, Universitatea Northwestern astrofizicienii au introdus, pentru prima dată, două posibile explicații pentru originile necunoscute ale filamentelor. Ei au propus că filamentele ar putea rezulta dintr-o interacțiune între vântul la scară mare și nori sau ar putea apărea din turbulențe în interiorul unui câmp magnetic slab.
Primele filamente pe care le-a găsit Zadeh se ridicau aproape de Gaura neagră supermasivă centrală a Căii Lactee și aveau o lungime de până la 150 de ani lumină. Zadeh și-a mărit baza de date de observație cu peste 1,000 de filamente la începutul acestui an. Filamentele unidimensionale din acel lot apar în grupuri și perechi, deseori uniform distanțate, stivuite unul lângă altul, precum coardele harpei, sau turnându-se lateral, ca ondulații individuale într-o cascadă.
Zadeh a dezvăluit că misterioasele filamente sunt formate raza cosmică electroni care se rotesc de-a lungul unui câmp magnetic aproape la fel de repede ca lumina. Zadeh a continuat să se întrebe de unde provin filamentele, în ciuda faptului că a rezolvat misterul din ce constau filamentele. Ca rezultat al descoperirii unei noi populații în afara galaxiei noastre, astronomii au acum mai multe oportunități de a studia procesele fizice din jurul filamentelor.
El a spus, „După ce am studiat filamentele în propriul nostru Centru Galactic în toți acești ani, am fost extrem de încântat să văd aceste structuri extraordinar de frumoase. Deoarece am găsit aceste filamente în altă parte a universului, sugerează că ceva universal se întâmplă.”
Noua populație de filamente seamănă cu filamentele din Calea Lactee ca aspect, dar există câteva distincții semnificative. De exemplu, filamentele din afara Căii Lactee sunt substanțial mai mari și variază de la 100 la 10,000 de ori mai mult. Au și mai puțin câmpuri magnetice si sunt mult mai in varsta. Cele mai multe dintre ele atârnă în mod ciudat la un unghi de 90° de la jeturile unei găuri negre în golul imens al mediului intracluster sau în regiunea ascunsă între galaxiile clusterului.
Credit: Universitatea Northwestern
Cu toate acestea, populația nou găsită are același raport lungime-lățime ca și filamentele Căii Lactee. Și se pare că aceleași metode sunt folosite de ambele grupuri pentru a transmite energie. Electronii din filamente sunt mai energici mai aproape de jet, dar pe măsură ce coboară mai departe, devin mai puțin energici. Particulele de semințe necesare pentru a forma un filament pot fi furnizate de jetul găurii negre, dar o forță necunoscută trebuie să conducă aceste particule pe distanțe uluitoare.
Zadeh a spus: „Unele dintre ele au lungime mare, până la 200 de kiloparsecs. Este de aproximativ patru sau cinci ori mai mare decât întreaga noastră Cale Lactee. Ceea ce este remarcabil este că electronii lor rămân împreună la o scară atât de lungă. Dacă un electron ar călători cu viteza luminii pe lungimea filamentului, ar dura 700,000 de ani. Și nu călătoresc cu viteza luminii.”
Oamenii de știință au teoretizat că „Originile filamentelor ar putea fi o simplă interacțiune între vântul galactic și un obstacol, cum ar fi un nor. Pe măsură ce vântul se înfășoară în jurul obstacolului, creează o coadă asemănătoare unei comete în spatele lui.”
Zadeh a explicat, „Vântul vine din mișcarea galaxiei în timp ce aceasta se rotește. Este ca atunci când scoți mâna pe geamul unei mașini în mișcare. Afară nu bate vânt, dar simți că aerul se mișcă. Când galaxia se mișcă, creează un vânt care ar putea împinge prin locuri în care particulele de raze cosmice sunt destul de libere. Mătură materialul și creează o structură filamentară.”
„Pe măsură ce galaxiile radio se mișcă, gravitația poate afecta mediul și îl poate agita. Mediul formează apoi pete de vâltoare învolburate. După ce câmpul magnetic slab se înfășoară în jurul acestor vârtejuri, acesta poate fi întins, pliat și amplificat – devenind în cele din urmă filamente alungite cu un câmp magnetic puternic.”
„Toate aceste filamente din afara galaxiei noastre sunt foarte vechi. Sunt aproape dintr-o eră diferită a universului nostru și totuși semnalează locuitorilor Căii Lactee că există o origine comună pentru formarea filamentelor. Cred că acest lucru este remarcabil.”
Referința jurnalului:
- F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle. Populații de filamente magnetizate în mediul intracluster și în centrul galactic. Scrisorile din jurnalul astrofizic. DOI 10.3847/2041-8213/ac982a
