Μια άνευ προηγουμένου εικόνα του ταραχώδους κέντρου του Γαλαξία έχει αποκαλύψει σχεδόν 1.000 μυστηριώδη «νήματα», που κρέμονται ανεξήγητα στο διάστημα.
Με μήκος έως και 150 έτη φωτός, τα «νήματα» βρίσκονται σε ζεύγη και συχνά σε ίση απόσταση, σαν χορδές σε άρπα. Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις σε μήκη κύματος ραδιοφώνου, ο Φάραντ Γιούσεφ Ζάντε του Northwestern University ανακάλυψε τα εξαιρετικά οργανωμένα, μαγνητικά «νήματα» στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Τα μυστηριώδη «νήματα», σύμφωνα με τις ανακαλύψεις, περιλαμβάνουν ηλεκτρόνια κοσμικής ακτίνας που περιστρέφουν το μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αλλά η προέλευσή τους παραμένει ένα άλυτο μυστήριο από τότε.
Τώρα, η νέα εικόνα έχει αποκαλύψει 10 φορές περισσότερα νήματα από ό,τι είχαμε δει παλαιότερα, επιτρέποντας στον Γιούσεφ και την ομάδα του να διεξάγουν στατιστικές μελέτες σε έναν ευρύ πληθυσμό νημάτων για πρώτη φορά. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν ενδεχομένως να τους βοηθήσουν να ξετυλίξουν επιτέλους το μακροχρόνιο μυστήριο.
«Έχουμε μελετήσει μεμονωμένα νήματα για μεγάλο χρονικό διάστημα», λέει ο Γιούσεφ, ο κύριος συγγραφέας της έρευνας. «Τώρα, επιτέλους βλέπουμε τη μεγάλη εικόνα - μια πανοραμική εικόνα γεμάτη με άφθονα νήματα. Η εξέταση μόνο μερικών νημάτων καθιστά δύσκολο να εξαχθεί οποιοδήποτε πραγματικό συμπέρασμα σχετικά με το τι είναι και από πού προέρχονται. Αυτό είναι ένα ορόσημο για την περαιτέρω κατανόηση αυτών των δομών».
Ο Γιούσεφ είναι καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Weinberg College of Arts and Sciences του Northwestern και μέλος του Κέντρου Διεπιστημονικής Εξερεύνησης και Έρευνας στην Αστροφυσική (CIERA).
Κατασκευή της εικόνας
Για να κατασκευάσουν την εικόνα με πρωτοφανή σαφήνεια και λεπτομέρεια, οι αστρονόμοι πέρασαν τρία χρόνια ερευνώντας τον ουρανό και αναλύοντας δεδομένα στο Ραδιοαστρονομικό Παρατηρητήριο της Νότιας Αφρικής (SARAO). Παρατηρώντας τα νήματα επί 200 ώρες στο τηλεσκόπιο MeerKAT του SARAO, οι ερευνητές συνέθεσαν ένα μωσαϊκό 20 ξεχωριστών παρατηρήσεων διαφορετικών τμημάτων του ουρανού προς το κέντρο του γαλαξία, 25.000 έτη φωτός από τη Γη.
Η πλήρης εικόνα θα δημοσιευθεί σε ένα πρόσθετο, συνοδευτικό έγγραφο — με επικεφαλής τον αστροφυσικό του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης Ίαν Χέιγουντ και με συν-συγγραφέα τον Γιούσεφ Ζάντε — σε προσεχές τεύχος του The Astrophysical Journal. Μαζί με τα νήματα, έχουν καταγραφεί ραδιοεκπομπές από πολυάριθμα φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένων αστεριών που εκρήγνυνται, αστρικά φαινόμενα και υπολείμματα σουπερνόβα.
Για να δει τα νήματα σε πιο λεπτή κλίμακα, η ομάδα του Γίουσεφ χρησιμοποίησε μια τεχνική για να αφαιρέσει το φόντο από την κύρια εικόνα προκειμένου να απομονώσει τα νήματα από τις γύρω δομές. Η εικόνα που προέκυψε τον εξέπληξε.
«Είναι σαν τη σύγχρονη τέχνη», λέει. «Αυτές οι εικόνες είναι τόσο όμορφες και το μυστήριο τις κάνει ακόμα πιο ενδιαφέρουσες».
Τι ξέρουμε
Ενώ πολλά μυστήρια γύρω από τα νημάτια παραμένουν, ο Γιούσεφ κατάφερε να καταλάβει περισσότερα για να συνθέσει το παζλ. Στην τελευταία τους έρευνα, αυτός και οι συνεργάτες του διερεύνησαν συγκεκριμένα τα μαγνητικά πεδία των νημάτων και τον ρόλο των κοσμικών ακτίνων στο φωτισμό των μαγνητικών πεδίων.
Η διακύμανση της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τα νήματα είναι πολύ διαφορετική από αυτή του υπολείμματος σουπερνόβα που μόλις αποκαλύφθηκε, υποδηλώνοντας ότι τα φαινόμενα έχουν διαφορετική προέλευση. Είναι πιο πιθανό, ανακάλυψαν οι ερευνητές, τα νήματα να σχετίζονται με την προηγούμενη δραστηριότητα της κεντρικής υπερμεγέθους μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας παρά με συντονισμένες εκρήξεις σουπερνόβα.
Και, ενώ ο Γιούσεφ γνώριζε ήδη ότι τα νήματα έχουν μαγνητικό πεδίο, τώρα μπορεί να πει ότι τα μαγνητικά πεδία ενισχύονται κατά μήκος των νημάτων, ένα χαρακτηριστικό που μοιράζονται όλα τα νήματα.
Όσα δεν γνωρίζουμε
Ανάμεσα στα εναπομείναντα μυστήρια, ο Γιούσεφ είναι ιδιαίτερα σκεπτικός με το πόσο δομημένα εμφανίζονται τα νήματα. Τα νήματα μέσα σε σμήνη χωρίζονται το ένα από το άλλο σε απόλυτα ίσες αποστάσεις - περίπου την απόσταση από τη Γη στον ήλιο.
Ο Γιούσεφ και η ομάδα του επίσης δεν γνωρίζουν ακόμη αν τα νήματα κινούνται ή αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου ή τι προκαλεί την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων με τέτοιες απίστευτες ταχύτητες.
Τι έπεται
Ο Γιούσεφ και η ομάδα του προσδιορίζουν κάθε νήμα. Η γωνία, η καμπύλη, το μαγνητικό πεδίο, το φάσμα και η ένταση κάθε νήματος θα δημοσιευθούν σε μελλοντική μελέτη. Η κατανόηση αυτών των ιδιοτήτων θα δώσει στην κοινότητα της αστροφυσικής περισσότερες ενδείξεις για τη φύση των νηματίων.
Το τηλεσκόπιο MeerKAT, το οποίο ξεκίνησε τον Ιούλιο του 2018, θα συνεχίσει εν τω μεταξύ, να αποκαλύπτει νέα μυστικά.
Η μελέτη, «Στατιστικές ιδιότητες του πληθυσμού των νημάτων του γαλαξιακού κέντρου: Ο φασματικός δείκτης και το μαγνητικό πεδίο ισοκατανομής», υποστηρίχθηκε από τη NASA και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.
Πηγή: Northwestern University