مركز درب التبانة: خيوط من الغاز الساخن والمجالات المغناطيسية

صورة ملونة لمركز درب التبانة ، بأشكال باللون الأبيض والأرجواني والبرتقالي والأخضر.

عرض أكبر| تتيح لنا مجموعة بيانات الأشعة السينية والراديو النظر عبر الغبار باتجاه مركز درب التبانة. هذا هو قطع منالصورة كاملةالتي تكشف عن خيوط الغاز الساخن والمجالات المغناطيسية المتشابكة والتي تمتد لمسافات كبيرة من المنطقة الداخلية. الصورة عبر Q. D. Wang /ناسا.

الغبار يخفي مركز درب التبانة

عادةً ما يكون المركز المشرق لمجرتنا المنزلية ، وهودرب التبانة، مخبأة وراء الغبار. الضوء العادي الذي نراه بأعيننا لا يمكن أن يمر. لكن توسيع رؤيتنا (عبر التلسكوبات وأدواتها) لنرىمختلفأنواع الضوء - أنظمة الأطوال الموجية المختلفة للالمجال الكهرومغناطيسي- ويمكننا أن نرى من خلال الغبار. ثم انتقل خطوة إلى الأمام ويجمععدة أنواع مختلفة من 'الأضواء'. في تلك المرحلة ، يرى علماء الفلك تفاصيل جديدة رائعة تؤدي إلى رؤى جديدة.

عالم الفلكس: دانيال وانجمن جامعة ماساتشوستس أمهيرست فعلوا هذا بالضبط. استخدم بيانات الأشعة السينية عالية الطاقة ، والتي تم جمعها على مدى عقدين من الزمن ، جنبًا إلى جنب مع بيانات الراديو الجديدة منخفضة الطاقة. كانت النتيجة ، التي صدرت في 27 مايو 2021 ، صورة جديدة غير عادية للمنطقة الوسطى من مجرتنا درب التبانة.

غازات شديدة الحرارة ومجالات مغناطيسية تشبه الخيط

يظهر جزء من الصورة الجديدة أعلى هذا المنشور. وهي تغطي منطقة 2000سنوات ضوئيةسميكة ، فوق وتحت قلب مجرتنا. من المدهش أن الصورة الجديدة تكشف عن فضولالخيوطمن الغاز المسخن والمجالات المغناطيسية.

وانغنشرتالصورة والنتائج المصاحبة لها في إصدار يونيو 2021 منمراجعة الأقرانمجلةالإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

بقدر ما كانت هذه النتائج مثيرة للاهتمام ، لم يتفاجأ س. دانيال وانج ، مؤلف البحث. قال لـ ForVM:

ليس حقًا ، رغم أنني شعرت بالتواضع. بعد كل شيء ، نحن نعلم أن مجرة ​​درب التبانة هي نظام بيئي معقد. سيكون طريقًا طويلاً لفهم كيفية عمله حقًا.



كيف صنع علماء الفلك الصورة الجديدة؟

قام وانغ بتجميع بيانات الأشعة السينية التي لوحظت عند 370 نقطة تلسكوب مختلفة - أهداف مختلفة في السماء لزيادة مجال الرؤية - عند ثلاثة مستويات مختلفة من الطاقة. أعطى مستويات الطاقة - نطاقات التردد المختلفة - الألوان البرتقالي والأخضر والأرجواني وجمعها. (هذا مشابه لكيفية اختلاف ألوان الترددات المختلفة للضوء المرئي ودمجها في صور ملونة في أعيننا). وقد لوحظت بيانات الأشعة السينية هذه باستخدامشاندراتلسكوب الأشعة السينية على مدى حوالي 20 عامًا. من بينها البيانات التي كان وانج مسؤولاً عنها ، حيث قام التلسكوب الناجح - الذي يعمل منذ عام 1999 - بأول مسح بالأشعة السينية على نطاق واسع لمركز درب التبانة.

بالإضافة إلى ذلك ، تم دمج بيانات الأشعة السينية عالية الطاقة مع ملاحظات الراديو منخفضة الطاقة (تظهر باللون الرمادي والأرجواني) من التلسكوب الراديوي الجنوب أفريقي الجديدميركات.

مركب من 3 صور تصور نفس المنطقة الوسطى من مجرة ​​درب التبانة. الأول يظهر ألوانًا زاهية باللون الأحمر / البرتقالي والأخضر والأرجواني (الأشعة السينية) ، والثاني يظهر الهياكل والخيوط الرمادية والأرجوانية ، والثالث هو مزيج من الصورتين الأوليين.

إلى اليسار: بيانات الأشعة السينية مجمعة من 3 نطاقات طاقة مختلفة ومجمعة معًا من 370 نقطة تلسكوب مختلفة. المركز: تبدو بيانات الراديو من نفس المنطقة للوهلة الأولى مختلفة تمامًا. إلى اليمين: مجموعة من الأشعة السينية والراديو تكشف عن خيوط الغاز الساخن والمجالات المغناطيسية المنبثقة من المنطقة المركزية العنيفة لمجرة درب التبانة. الصورة عبر Q.D. وانغ /ناسا.

صورة مستطيلة رأسيًا مع منطقة ساطعة محاطة بألوان أرجوانية ، حمراء ، خضراء ، معرَّفة.

الصورة المجمعة للمنطقة الوسطى من درب التبانة. تمت الإشارة إلى مناطق الاهتمام ، على سبيل المثال ، الثقب الأسود الهائل المركزي لمجرة درب التبانة ، القوس A *. المناطق الساطعة في الدوائر الخضراء هي انعكاسات للأشعة السينية في الغبار الذي يغلف مصادر الأشعة السينية الساطعة. تظهر المربعات الحمراء مواقع خيطين بارزين مرئيين في كل من الراديو والأشعة السينية. الصورة عبر Q.D. وانغ /ناسا.

خيوط مغناطيسية في مركز درب التبانة

يمكن لعلماء الفلك قياسحقل مغناطيسيمن شيء عندماالأشعة الكونيةتنشغل بالميدان وتدور حول خطوط الحقل. هذا التصاعد يسبب انبعاث راديو يمكن اكتشافه.

تكشف الصورة المدمجة عن غاز شديد السخونة (أشعة سينية) ومجالات مغناطيسية (راديو) لتشكيلات تشبه الخيوط الغازية بالقرب من مركز درب التبانة. أبيان ناسايشرح كيف يُعتقد أن هذه تتشكل:

قد تكون هذه الشرائط قد تكونت عندما اصطفت المجالات المغناطيسية في اتجاهات مختلفة ، وتصطدمت ، وانحرفت حول بعضها البعض في عملية تسمىإعادة الاتصال المغناطيسي.

هذا مشابه للظاهرة التي تدفع الجزيئات النشطة بعيدًا عن الشمس وهي مسؤولة عنمناخ الفضاءالتي تؤثر في بعض الأحيان على الأرض.

بعبارة أخرى ، بقدر ما يوجد نوع منمناخ الفضاءفي نظامنا الشمسي ، لذلك هناك نطاق واسعمناخ الفضاءبالقرب من مركز مجرتنا. لطقس المجرة سبب مختلف. إنها مدفوعة بأحداث عنيفة مثلسوبرنوفاانفجارات وانفجارات للمادة من المنطقة القريبة من الوسطثقب أسود عملاقوالقوس أ *. في الصورة الكبيرة ، يمكن للطقس الفضائي للمجرة أن يشرح كيف تتطور مجرتنا. قال وانغ:

نحن نعلم أن مراكز المجرات هي مكان العمل وتلعب دورًا هائلاً في تطورها.

خيط ممغنط ذو أهمية خاصة

هناك بعض الحالات التي يظهر فيها الراديو والأشعة السينية فينفسخاصية. على وجه الخصوص ، خيط رفيع طويل يسمى G0.17-0.41 يبلغ طوله 25 سنة ضوئية ، ولكنه رقيق للغاية.

خيط أرجواني عمودي من الضوء ، محاط بنقاط حمراء.

أحد الخيوط المغناطيسية الساخنة مثير للاهتمام بشكل خاص. يطلق عليه G0.17-0.41 ويظهر في كل من الأشعة السينية والراديو ، ويمتد بطول 25 سنة ضوئية. الصورة عبر Q.D. وانغ /ناسا.

قال وانغ لـ ForVM أن العثور على سبب هذا الموضوع كان بمثابة المفاجأة الأكبر:

كان من الصعب جدًا شرح G0.17-0.41 بأي آليات معروفة (على سبيل المثال aسديم الرياح النجميةأوسوبرنوفابقية). يبدو أن إعادة الاتصال المغناطيسي هي الآلية الوحيدة الممكنة.

وأشار وانغ في الواقع إلى أن هذا الخيط بالذات قدم أقوى دليل:

يعطي هذا الزوج من خيط الأشعة السينية / خيوط الراديو بالفعل الدليل الرئيسي لإعادة الاتصال المغناطيسي والفناء ، كما هو موضح في الورقة. يتم تسمين خيوط الراديو محليًا بوجود خيط الأشعة السينية ، مما يشير بوضوح إلى الارتباط الديناميكي. من المحتمل أن تتعقب الأشعة السينية الغاز الساخن الذي تم تسخينه بواسطة الإبادة ، بينما ينبعث الراديو من إلكترونات الأشعة الكونية التي يتم تسريعها من خلال إعادة الاتصال.

الآن ، لماذا تظهر الميزات التي تشبه الخيط بشكل أكبر في الراديو؟ لماذا ليس لديهم جميعًا نظائر في كل من الأشعة السينية والراديو؟ أوضح وانغ:

يجب أن يكون المجال المغناطيسي قويًا بما يكفي لإنتاج الأشعة السينية. لكن أحداث إعادة الاتصال يجب أن تؤدي بشكل عام إلى تسريع الأشعة الكونية [الموضحة في الراديو]. إعادة الاتصال هي عملية ديناميكية تأتي وتذهب ، على الرغم من أن المقياس الزمني في الوسط النجمي يجب أن يكون أطول بكثير مما هو عليه في التوهج الشمسي.

رجل مبتسم برفق بشعر أسود ونظارات أمام منظر خلاب.

س: دانيال وانجوجد خيوطًا ممغنطة تمتد من مركز درب التبانة عندما جمع بيانات الأشعة السينية بقيمة 20 عامًا مع بيانات الراديو الجديدة. الصورة عبر Q. D. Wang /جامعة ماساتشوستس امهيرست.

لا يزال هناك الكثير للقيام به. قال وانغ لـ ForVM الخطوات التالية:

أود أن أؤكد أن عمليات إعادة الاتصال المغناطيسية هي بالفعل مسؤولة عن العديد من خيوط الأشعة السينية وخيوط الراديو التي لوحظت في المنطقة وأرى مدى فعالية المجالات المغناطيسية في نقل الطاقة من المركز إلى الهياكل واسعة النطاق وإطلاقها هناك .

خلاصة القول: من خلال تجميع ما قيمته عقدين من بيانات الأشعة السينية من تلسكوب Chandra الفضائي ودمجها مع بيانات الراديو ، أنشأ عالم الفلك Q. Daniel Wang صورة جديدة للمنطقة الوسطى من مجرتنا درب التبانة. تكشف الصورة عن خيوط ممغنطة تمتد لمسافات كبيرة من المنطقة الداخلية.

المصدر: رسم خرائط شاندرا على نطاق واسع لمركز المجرة: فحص الهياكل عالية الطاقة حول المنطقة الجزيئية المركزية

عبر وكالة ناسا