Các sợi vô tuyến từ hóa có rất nhiều trong vài trăm phân tích bên trong thiên hà của chúng ta. Tiến bộ trong việc tìm hiểu quần thể sợi này đã chậm lại trong vài thập kỷ qua, một phần là do thiếu sự phát hiện ở những nơi khác trong thiên hà hoặc các thiên hà bên ngoài.
Bây giờ, 40 năm sau, Đại học Northwestern Các nhà vật lý thiên văn lần đầu tiên đã đưa ra hai cách giải thích khả dĩ cho nguồn gốc không rõ ràng của các sợi này. Họ đề xuất rằng các sợi có thể là kết quả của sự tương tác giữa Gió và mây quy mô lớn hoặc có thể phát sinh từ sự nhiễu loạn bên trong từ trường yếu.
Những sợi tơ đầu tiên mà Zadeh tìm thấy cao gần Lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân Hà và dài tới 150 năm ánh sáng. Zadeh đã tăng cơ sở dữ liệu quan sát của mình lên hơn 1,000 sợi vào đầu năm nay. Các sợi một chiều trong lô đó xuất hiện theo nhóm và cặp, thường cách đều nhau, xếp chồng lên nhau như dây đàn hạc hoặc đổ sang một bên như từng gợn sóng trong một tầng.
Zadeh tiết lộ những sợi tóc bí ẩn được tạo thành từ tia vũ trụ các electron quay tròn trong từ trường với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Zadeh tiếp tục tự hỏi những sợi tơ này đến từ đâu mặc dù đã giải quyết được bí ẩn về những sợi tơ đó bao gồm những gì. Nhờ việc phát hiện ra một quần thể hoàn toàn mới bên ngoài thiên hà của chúng ta, các nhà thiên văn học giờ đây có nhiều cơ hội hơn để nghiên cứu các quá trình vật lý xung quanh các sợi.
Anh nói “Sau khi nghiên cứu các sợi ở Trung tâm Thiên hà của chúng ta suốt nhiều năm, tôi vô cùng phấn khích khi được nhìn thấy những cấu trúc vô cùng đẹp đẽ này. Bởi vì chúng tôi tìm thấy những sợi này ở nơi khác trong vũ trụ, nó gợi ý rằng một điều gì đó phổ quát đang xảy ra.”
Quần thể sợi mới có hình dáng giống với các sợi trong Dải Ngân hà của chúng ta, nhưng có một số khác biệt đáng kể. Ví dụ, các sợi bên ngoài Dải Ngân hà lớn hơn đáng kể và dài hơn từ 100 đến 10,000 lần. Họ cũng có ít hơn từ trường và già hơn rất nhiều. Hầu hết chúng treo lủng lẳng một cách kỳ lạ ở một góc 90° so với dòng tia của lỗ đen vào khoảng trống mênh mông của môi trường bên trong cụm hoặc khu vực nằm giữa các thiên hà của cụm.
Tín dụng: Đại học Tây Bắc
Tuy nhiên, quần thể mới được tìm thấy có cùng tỷ lệ chiều dài và chiều rộng như quần thể những sợi của dải ngân hà. Và có vẻ như cả hai nhóm đều sử dụng những phương pháp giống nhau để truyền năng lượng. Các electron trong dây tóc có nhiều năng lượng hơn khi ở gần dòng tia, nhưng khi chúng đi xuống xa hơn, chúng trở nên ít năng lượng hơn. Các hạt mầm cần thiết để tạo thành dây tóc có thể được cung cấp bởi dòng tia của lỗ đen, nhưng một lực chưa xác định chắc chắn đã đẩy các hạt này đi những khoảng cách đáng kinh ngạc.
Zadeh đã nói, “Một số trong số chúng có độ dài lớn, lên tới 200 kiloparsec. Nó lớn hơn khoảng bốn hoặc năm lần toàn bộ Dải Ngân hà của chúng ta. Điều đáng chú ý là các electron của chúng ở cùng nhau trên một phạm vi dài như vậy. Nếu một electron di chuyển với tốc độ ánh sáng dọc theo chiều dài của dây tóc thì sẽ mất 700,000 năm. Và chúng không di chuyển với tốc độ ánh sáng.”
Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng “Nguồn gốc của các sợi có thể là sự tương tác đơn giản giữa Gió thiên hà và một chướng ngại vật, chẳng hạn như đám mây. Khi Gió quấn quanh chướng ngại vật, nó sẽ tạo ra một cái đuôi giống sao chổi phía sau nó.”
Zadeh Giải thích, “Gió đến từ chuyển động quay của thiên hà. Giống như khi bạn thò tay ra ngoài cửa sổ một chiếc ô tô đang di chuyển. Bên ngoài không có gió nhưng bạn có thể cảm nhận được không khí đang chuyển động. Khi thiên hà di chuyển, nó tạo ra Gió có thể đẩy qua những nơi mà các hạt tia vũ trụ khá lỏng lẻo. Nó quét vật liệu và tạo ra cấu trúc dạng sợi.”
“Khi các thiên hà vô tuyến di chuyển xung quanh, lực hấp dẫn có thể tác động đến môi trường và khuấy động nó. Môi trường sau đó hình thành các điểm xoáy xoáy. Sau khi từ trường yếu quấn quanh các xoáy nước này, nó có thể bị kéo căng, gấp lại và khuếch đại - cuối cùng trở thành những sợi dài có từ trường mạnh.”
“Tất cả những sợi này bên ngoài thiên hà của chúng ta đều rất cũ. Chúng gần như đến từ một kỷ nguyên khác trong vũ trụ của chúng ta nhưng lại báo hiệu cho cư dân Dải Ngân hà rằng có một nguồn gốc chung tồn tại cho sự hình thành các sợi. Tôi nghĩ điều này thật đáng chú ý.”
Tạp chí tham khảo:
- F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle. Quần thể các sợi từ tính trong môi trường Intracluster và Trung tâm Thiên hà. Tạp chí Vật lý Thiên văn. DOI 10.3847/2041-8213/ac982a
