Magnetiserade radiofilament finns i överflöd i vår galaxs inre några hundra parsecs. Framstegen med att förstå denna population av filament har varit långsam under de senaste decennierna, delvis på grund av bristande upptäckt någon annanstans i galaxen eller externa galaxer.
Nu, 40 år senare, Northwestern University astrofysiker har för första gången introducerat två möjliga förklaringar till filamentens okända ursprung. De föreslog att filamenten kan bero på en interaktion mellan storskalig vind och moln eller kan uppstå från turbulens inuti ett svagt magnetfält.
De första filamenten som Zadeh hittade tornade sig nära Vintergatans mitt supermassiva svarta hål och var upp till 150 ljusår långa. Zadeh ökade sin observationsdatabas med över 1,000 XNUMX filament tidigare i år. De endimensionella filamenten i den satsen förekommer i grupper och par, ofta jämnt fördelade, staplade sida vid sida som harpsnören, eller häller i sidled som individuella krusningar i en kaskad.
Zadeh avslöjade att de mystiska filamenten består av kosmisk stråle elektroner som virvlar längs ett magnetfält nästan lika snabbt som ljus. Zadeh fortsatte att undra var filamenten kom ifrån trots att han löst mysteriet om vad filamenten bestod av. Som ett resultat av upptäckten av en helt ny befolkning utanför vår galax har astronomer nu fler möjligheter att studera de fysiska processerna runt glödtrådarna.
Han sa, "Efter att ha studerat filament i vårt eget Galactic Center under alla dessa år, var jag extremt exalterad över att se dessa oerhört vackra strukturer. Eftersom vi hittade dessa filament någon annanstans i universum, antyder det att något universellt håller på att hända."
Den nya populationen av filament liknar filamenten i vår Vintergatan till utseendet, men det finns några betydande skillnader. Till exempel är filamenten utanför Vintergatan betydligt större och sträcker sig från 100 till 10,000 XNUMX gånger längre. De har också mindre magnetfält och är mycket äldre. De flesta av dem dinglar konstigt i en 90° vinkel från ett svart håls strålar in i det enorma tomrummet i intraklustermediet eller området som är undangömt mellan klustrets galaxer.
Kredit: Northwestern University
Den nyfunna befolkningen har dock samma längd-till-bredd-förhållande som filament av Vintergatan. Och det verkar som om samma metoder används av båda grupperna för att överföra energi. Elektronerna i filamenten är mer energiska närmare strålen, men när de sjunker längre blir de mindre energiska. Fröpartiklarna som krävs för att bilda en filament kan tillhandahållas av det svarta hålets jet, men en okänd kraft måste driva dessa partiklar längs häpnadsväckande avstånd.
Zadeh sa, "En del av dem har stor längd, upp till 200 kiloparsecs. Det är ungefär fyra eller fem gånger större än hela vår Vintergatan. Det som är anmärkningsvärt är att deras elektroner håller ihop i så lång skala. Om en elektron färdades med ljusets hastighet längs glödtrådens längd skulle det ta det 700,000 XNUMX år. Och de färdas inte med ljusets hastighet.”
Forskare teoretiserade det "Glödtrådarnas ursprung kan vara en enkel interaktion mellan galaktisk vind och ett hinder, till exempel ett moln. När vinden sveper sig runt hindret skapar den en kometliknande svans bakom det."
Zadeh förklarade, "Vinden kommer från galaxens rörelse när den roterar. Det är som när man sticker ut handen genom fönstret på en bil i rörelse. Det är ingen vind ute, men du känner hur luften rör sig. När galaxen rör sig skapar den vind som kan tränga igenom platser där de kosmiska strålpartiklarna är ganska lösa. Det sveper materialet och skapar en filamentstruktur."
"När radiogalaxer rör sig kan gravitationen påverka mediet och röra om det. Mediet bildar sedan fläckar av virvlande virvlar. Efter att det svaga magnetfältet sveper sig runt dessa virvlar, kan det sträckas, vikas och förstärkas - så småningom bli långsträckta filament med ett starkt magnetfält."
"Alla dessa filament utanför vår galax är mycket gamla. De är nästan från en annan era av vårt universum och signalerar ändå Vintergatans invånare att det finns ett gemensamt ursprung för bildandet av filamenten. Jag tycker att detta är anmärkningsvärt."
Tidskriftsreferens:
- F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle. Populationer av magnetiserade filament i intraklustermediet och det galaktiska centret. The Astrophysical Journal Letters. DOI 10.3847/2041-8213/ac982a
