Gambar teleskop baru yang belum pernah ada sebelumnya mengungkapkan hampir 1.000 filamen misterius di pusat Bima Sakti

“Sebuah titik balik dalam memajukan pemahaman kita tentang struktur ini,” kata peneliti.

Gambar teleskop baru yang belum pernah ada sebelumnya dari Bima Sakti Pusat galaksi yang bergejolak telah mengungkapkan hampir 1.000 untaian misterius, menggantung secara misterius di luar angkasa.

Membentang hingga 150 tahun cahaya, senar satu dimensi (atau senar) ditemukan berpasangan dan berkelompok, sering kali ditumpuk pada jarak yang sama, berdampingan seperti senar pada harpa. Dengan menggunakan pengamatan pada panjang gelombang radio, Universitas NorthwesternFilamen magnetik yang sangat terorganisir ditemukan oleh Farhad Yousefzadeh pada awal 1980-an. Dia menemukan bahwa filamen misterius terdiri dari elektron sinar kosmik yang menggerakkan medan magnet dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Tapi asal usul mereka tetap menjadi misteri yang belum terpecahkan sejak saat itu.

Sekarang, gambar baru telah mengungkapkan sepuluh kali lebih banyak prospek daripada yang ditemukan sebelumnya, memungkinkan Yousefzadeh dan timnya untuk melakukan studi statistik di berbagai prospek untuk pertama kalinya. Informasi ini kemungkinan akan membantu mereka memecahkan misteri lama.

Studi ini sekarang tersedia online dan telah diterima untuk diterbitkan oleh Surat Jurnal Astrofisika.^[1]

Farhad Yousefzadeh. Kredit: Universitas Northwestern

“Kami telah mempelajari untaian individu untuk waktu yang lama dari perspektif rabun,” kata Yousefzadeh, penulis utama makalah tersebut. “Sekarang, kita akhirnya melihat gambaran besarnya – pemandangan panorama yang dipenuhi dengan banyak filamen. Hanya memeriksa beberapa filamen membuat sulit untuk menarik kesimpulan nyata tentang apa itu dan dari mana asalnya. Ini adalah titik balik dalam melanjutkan pemahaman kita tentang struktur ini.”

Youssefzadeh adalah Profesor Fisika dan Astronomi di Sekolah Seni dan Sains Weinberg Universitas Northwestern dan anggota Pusat Eksplorasi dan Penelitian Interdisipliner dalam Astrofisika (CIERA).

pembuat gambar

Untuk membuat gambar dengan kejelasan dan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya, para astronom menghabiskan tiga tahun memindai langit dan menganalisis data di South African Radio Astronomy Observatory (SARAO). Menggunakan 200 jam waktu pada teleskop MeerKAT SARAO, para peneliti menyusun mosaik 20 pengamatan terpisah dari bagian langit yang berbeda menuju pusat Bima Sakti, 25.000 tahun cahaya dari Bumi.

Gambaran lengkap akan dipublikasikan dalam lembar tambahan terlampir^[2] – Dipimpin oleh astrofisikawan Universitas Oxford Ian Heywood dan ditulis bersama oleh Yousefzadeh – dalam edisi mendatang Jurnal Astrofisika. Selain filamen, gambar menangkap emisi radio dari banyak fenomena, termasuk ledakan bintang, pembibitan bintang, dan sisa-sisa supernova baru.

Kami telah mempelajari untaian tunggal untuk waktu yang lama dari perspektif rabun. Sekarang, kita akhirnya melihat gambaran besarnya – pemandangan panorama yang dipenuhi dengan banyak benang. Ini adalah titik balik dalam memajukan pemahaman kita tentang struktur ini.”
– Farhad Yousefzadeh, astrofisikawan

“Saya menghabiskan banyak waktu melihat gambar ini saat mengerjakannya, dan saya tidak pernah bosan,” kata Heywood. “Ketika saya menunjukkan gambar ini kepada orang-orang yang mungkin baru mengenal astronomi radio, atau tidak terbiasa dengannya, saya selalu mencoba menekankan bahwa pencitraan radio tidak selalu seperti ini, dan benar-benar lompatan maju dalam hal kemampuan. menjadi hak istimewa untuk bekerja Selama bertahun-tahun, rekan-rekan dari Sarao membangun teleskop yang luar biasa ini.”

Untuk menampilkan lead pada skala yang lebih halus, tim Yousafzadeh menggunakan teknik untuk menghilangkan latar belakang dari gambar utama untuk mengisolasi lead dari struktur sekitarnya. Gambar yang dihasilkan mengejutkannya.

“Ini seperti seni modern,” katanya. “Gambar-gambar ini sangat indah dan kaya, dan misteri yang mengelilinginya membuat semuanya semakin menarik.”

Apa yang kita ketahui

Sementara banyak misteri seputar benang tetap ada, Yousefzadeh berhasil mengumpulkan lebih banyak teka-teki. Dalam penelitian terbaru mereka, ia dan rekan-rekannya secara khusus mengeksplorasi medan magnet filamen dan peran sinar kosmik dalam menerangi medan magnet.

Variasi dalam radiasi yang dipancarkan oleh filamen sangat berbeda dari sisa-sisa supernova yang baru ditemukan, menunjukkan bahwa fenomena tersebut memiliki asal-usul yang berbeda. Para peneliti kemungkinan menemukan bahwa filamen terkait dengan aktivitas masa lalu supermassa pusat Bima Sakti Lubang hitam Alih-alih ledakan terkoordinasi dari supernova. Prospek juga dapat dikaitkan dengan gelembung pemancar radio besar-besaran, yang ditemukan Yousefzadeh dan kolaboratornya pada tahun 2019.

Dan sementara Youssefzadeh sudah tahu bahwa benang termagnetisasi, dia sekarang dapat mengatakan bahwa medan magnet diperkuat di sepanjang benang, properti mendasar yang dimiliki semua benang.

“Ini adalah pertama kalinya kami dapat mempelajari sifat statistik filamen,” katanya. Dengan mempelajari statistik, kita dapat mempelajari lebih lanjut tentang sifat-sifat sumber yang tidak biasa ini.

“Jika Anda berasal dari planet lain, misalnya, dan Anda bertemu dengan orang yang sangat tinggi di Bumi, Anda mungkin berasumsi bahwa semua orang tinggi. Tetapi jika Anda melakukan statistik untuk sekelompok orang, Anda dapat menemukan tinggi rata-rata. Itu persisnya apa yang kita lakukan. Kita dapat menemukan kekuatan Medan magnet, panjangnya, arahnya, dan spektrum radiasinya”.

Apa yang kita tidak tahu?

Di antara misteri yang tersisa, Youssefzadeh sangat bingung dengan bagaimana benang itu muncul. Benang-benang di dalam gugus dipisahkan satu sama lain pada jarak yang persis sama – kira-kira jarak dari Bumi ke Matahari.

Set seperti harpa. Kredit: Universitas Northwestern

“Ini seperti jarak reguler cincin matahari,” katanya. Kami masih tidak tahu mengapa mereka datang berkelompok atau memahami bagaimana mereka berpisah, kami juga tidak tahu bagaimana jarak reguler ini terjadi. Setiap kali kami menjawab satu pertanyaan, beberapa pertanyaan lain muncul.”

Yousefzadeh dan timnya masih belum tahu apakah filamen bergerak atau berubah seiring waktu atau apa yang menyebabkan elektron berakselerasi dengan kecepatan yang memusingkan.

“Bagaimana Anda bisa mempercepat elektron mendekati kecepatan cahaya?” Diminta. “Satu ide adalah bahwa ada beberapa sumber di ujung filamen ini yang mempercepat partikel-partikel ini.”

Lalu bagaimana

Youssefzadeh dan timnya saat ini bekerja untuk mengidentifikasi dan mengindeks setiap utas. Sudut, kurva, medan magnet, spektrum, dan intensitas masing-masing filamen akan dipublikasikan dalam studi mendatang. Memahami sifat-sifat ini akan memberi komunitas astrofisika lebih banyak petunjuk tentang sifat untaian yang sulit dipahami.

Teleskop MeerKAT, yang diluncurkan pada Juli 2018, akan terus mengungkap rahasia baru.

“Kami jelas selangkah lebih dekat ke pemahaman yang lebih lengkap,” kata Yousefzadeh. Tetapi sains adalah serangkaian kemajuan pada tingkat yang berbeda. Kami berharap untuk sampai ke dasar masalah ini, tetapi lebih banyak pengamatan dan analisis teoretis diperlukan. Butuh waktu untuk sepenuhnya memahami hal-hal yang kompleks.”

Referensi:

1. “Karakteristik Statistik Populasi Filamen Pusat Galaksi: Indeks Spektral dan Medan Magnet Setara” Oleh F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle, I. Heywood, WD Cotton dan F. Camilo, Diterima Surat Jurnal Astrofisika.
   arXiv: 2201.10552
2. “Mosaik Pusat Galaksi MeerKAT pada 1,28 GHz” Oleh I.Hywood, I. Rammala, F. Camilo, WD Cotton, F. Yusef-Zadeh, TD Abbott, RM Adam, G. Adams, MA Aldera, KMB Asad, EF Bauermeister, TGH Bennett, HL Bester, WA Bode, DH Botha, AG Botha, LRS Brederode, S. Buchner, JP Burger, T. Cheetham, DIL de Villiers, MA Dikgale-Mahlakoana, LJ du Toit, SWP Esterhuyse, BL Fanaroff, S. Februari, DJ Fourie, BS Frank, RRG Gamatham, M. Geyer, S. Goedhart, M. Gouws, SC Gumede, MJ Hlakola, A. Hokwana, SW Hoosen, JMG Horrell, B. Hugo, AI Isaacson, GIG Józsa, JL Jonas, AF Joubert, RPM Julie, FB Kapp, JS Kenyon, PPA Kotzé, N. Kriek, H. Kriel, VK Krishnan, R. Lehmensiek, D. Liebenberg, RR Lord, BM Lunsky, K. Madisa, LG Magnus, O . Mahgoub, A. Makhaba, S. Makhathini, J. A. Malan, J. R. Manley, S. J. Marais, A. Martens, T. Mauch, B. C. Merry, R. P. Millenaar, N. Mnyandu, O. J. Mokone, T. E. Monama, M. C. Mphego, W. S. Ngcebetsha, KJ Ngoasheng, MT Ockards, N. Oozeer, AJ Otto, SS Passmoor, AA Patel, A. Peens-Hough, SJ Perkins, AJT Ramaila, NMR Ramanujam, ZR Ramudzuli, SM Ratcliffe, AS Robyntjies, A. Robyntjies , N Sambu, CTG Schollar, LC Schwardt, RR Schwartz, M. Serylak, R. Siebrits, SK Sirothia, M. Slabber, OM Smirnov, L. Sophia, B. Talgard, C. Tass, AJ Tibladi, O. Torovanda, SN Toom, TJ Van Balla, A. Van der Bell, C. Van der Merwe, V. Van Tonder, R. Van Wyk, AG Venter, M. Venter, B. H. Wallace, M. G. Welz, L. P. Williams dan B. Xaia, Diterima, Surat Jurnal Astrofisika.
   arXiv: 2201.10541

Studi tentang “Sifat statistik populasi filamen pusat galaksi: indeks spektral dan medan magnet yang sama” didukung. NASA Yayasan Sains Nasional.