Przejdź do treści

Spektakularna panorama centrum Drogi Mlecznej tkana magnetycznymi nićmi

Na ilustracji: panorama centrum Drogi Mlecznej 2.2°x4.2° (~1000x2000 l.św. z odległości ~ 26000 l.św.) w trzech „fałszywych” (mapowanych) kolorach w zakresie rentgenowskim (pomarańczowy, zielony i purpurowy - obserwacje satelity Chandra), i radiowym (liliowy, czyli jasnofioletowy + szary - obserwacje radioteleskopem MeerKat w Południowej Afryce). Źródło X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT

Najnowsza panorama dostarcza niespotykany widok w promieniach rentgenowskich powyżej i poniżej centrum Drogi Mlecznej. Składa się z 370 zdjęć wykonanych teleskopem Chandra, które zostały scalone w jeden obraz ~2°x4°. Są to zdjęcia z lat 1999 – 2019 o łącznym czasie naświetlania aż ~65 dni. Trzy różne pasma obserwacyjne w zakresie X zostały tutaj połączone z danymi radiowymi. W szczególności te nowe dane prezentują nici przegrzanego gazu i pola magnetyczne w pobliżu centrum Drogi Mlecznej.

Nici z przegrzanego gazu i pola magnetyczne „tkają” gobelin energetyczny w centrum Drogi Mlecznej. Nowy widok tego kosmicznego arcydzieła został przygotowany przez Daniela Wang'a z University of Massachusetts (Amherst, USA) i zawiera dane uzyskane teleskopem Chandra i południowo-afrykańskim radioteleskopem MeerKAT.

Najnowsza panorama centrum Drogi Mlecznej w porównaniu do poprzednich wersji znacznie rozszerza ten widok w zakresie dużych energii powyżej i poniżej płaszczyzny Galaktyki, czyli dysku, w którym znajduje się większość gwiazd Drogi Mlecznej. Główny obraz ilustrujący niniejszą wiadomość został przygotowany na podstawie obserwacji satelity Chandra w różnych pasmach energetycznych w zakresie X (mapowane kolory: pomarańczowy, zielony, fioletowy) oraz obserwacji przez radioteleskop MeerKAT (mapowany kolor: jasnofioletowy i szary). Główne struktury zostały oznaczone na poniższej wersji tej panoramy.

Panorama centrum Drogi Mlecznej 2.2°x4.2° (~ 1000x2000 l.św. z odległości ~ 26000 l.św.) - wersja z oznaczonymi głównymi strukturami. Zaznaczono w czerwonych prostokątach - nici składające się z przegrzanego gazu i pól magnetycznych, w zielonych okręgach - promieniowanie X odbijane od pyłu wokół jasnych źródeł promieniowania X, Sagittarius A* (tutaj rezyduje supermasywna czarna dziura o masie ~4mln mas Słońca w centrum Drogi Mlecznej). Źródło: X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT

Panorama centrum Drogi Mlecznej 2.2°x4.2° (~ 1000x2000 l.św. z odległości ~ 26000 l.św.) - wersja z oznaczonymi głównymi strukturami. Zaznaczono w czerwonych prostokątach - nici składające się z przegrzanego gazu i pól magnetycznych, w zielonych okręgach - promieniowanie X odbijane od pyłu wokół jasnych źródeł promieniowania X, Sagittarius A* (tutaj rezyduje supermasywna czarna dziura o masie ~4mln mas Słońca w centrum Drogi Mlecznej).
Fioletowymi okręgami i elipsami oznaczono młodą gromadę gwiazdową Arches (zawiera 10% najcięższych znanych gwiazd w Galaktyce), Quintuplet (jedna z najbardziej masywnych gwiazdowych gromad otwartych, która została odkryta przez Chandrę; tutaj znajduje się jedna z najjaśniejszych gwiazd - gwiazda Pistolet), gromady gwiazdowe DB00-58, DB00-6, 1E 1743.1-28.43, Obłok Zimnego Gazu (patrz - Cold Gas Cloud) i obłok molekularny Sagittarius C. Źródło: X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT

 

 

Widok na centrum Drogi Mlecznej 2.2°x4.2° (~ 1000x2000 l.św. z odległości ~ 26000 l.św.) - wersja tylko w dwóch mapowanych kolorach: różowy (zakres rentgenowski - obserwacje satelity Chandra), i niebieski (zakres radiowy - obserwacje radioteleskopem MeerKAT w Południowej Afryce). Źródło X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKATWidok na centrum Drogi Mlecznej 2.2°x4.2° (~ 1000x2000 l.św. z odległości ~ 26000 l.św.) - wersja tylko w dwóch mapowanych kolorach: różowy (zakres rentgenowski - obserwacje satelity Chandra), i niebieski (zakres radiowy - obserwacje radioteleskopem MeerKAT w Południowej Afryce). Źródło: X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT


Jedna z tych nici oznaczona jako G0.17-0.41 na panoramie jest szczególnie intrygująca, ponieważ świeci zarówno w promieniach rentgenowskich jak i radiowych. Rozciąga się na około 20 l.św. prostopadle do płaszczyzny Galaktyki, ale jest szeroka tylko na około 1/100 jej długości (~0.2 l.św.).

W omawianej publikacji Q. Daniel Wang (University of Massachusetts, Amherst, USA) sugeruje, że struktura G0.17-0.41 widziana w zakresie X oraz radiowym jest utrzymywana przez pola magnetyczne. Jest to obiekt podobny do widocznej na tym obrazie struktury G.359.55+0.16, która już wcześniej była badana, ale położony znacznie dalej od płaszczyzny Galaktyki. Takie pasma mogą powstać, gdy ustawione w różnych kierunkach w przestrzeni pola magnetyczne o przeciwnych biegunach zderzają się, owijają wokół siebie i łączą w procesie zwanym rekoneksją magnetyczną. Jest to zjawisko podobne do dobrze znanych rozbłysków słonecznych, podczas których ze Słońca wyrzucane są cząstki o dużych energiach. Odpowiadają one za pogodę kosmiczną, która czasami ma również wpływ na Ziemię, generując np. przepiękne zorze polarne. Stwarzają również zagrożenie dla naszej cywilizacji. Na przykład powodują awarie sieci przesyłających prąd elektryczny (nawet do globalnego ich zniszczenia sieci energetycznej w skrajnym przypadku) i problemy z łącznością.

 

Obraz kosmicznej nitki G0.17-0.41 (~ 20x0.2 l.św.) w zakresie rentgenowskim (kolor różowy) i radiowym (kolor niebieski). Najprawdopodobniej następuje tutaj wyzwalanie się energii i silne nagrzewanie plazmy w wyniku anihilacji pola magnetycznego (patrz: zjawisko rekoneksji magnetycznej). Źródło X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKATObraz kosmicznej nitki G0.17-0.41 (~ 20x0.2 l.św.) w zakresie rentgenowskim (kolor różowy) i radiowym (kolor niebieski). Najprawdopodobniej następuje tutaj wyzwalanie się energii i silne nagrzewanie plazmy w wyniku anihilacji pola magnetycznego (patrz: zjawisko rekoneksji magnetycznej). Źródło: X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT

 

Dzięki szczegółowym badaniom tych struktur możemy dowiedzieć się więcej o „pogodzie” kosmicznej w obszarach centralnych Galaktyki, która jest sterowana takimi zjawiskami jak wybuchy supernowych, gwiazdy ściśnięte w małym obszarze przestrzeni - wywiewające gorący gaz, wyrzuty materii z obszaru Sagittarius A*, czyli supermasywnej (~ 4 miliony mas Słońca) czarnej dziury rezydującej w centrum Drogi Mlecznej.

W najnowszej panoramie centrum Drogi Mlecznej widać również wiele innych niezwykłych struktur. Na przykład w omawianej publikacji raportuje się o ogromnych bąblach gorącego gazu, które rozciągają się aż na ~700 l.św. powyżej i poniżej płaszczyzny Galaktyki, i widoczne są z niespotykaną do tej pory szczegółowością. Są one znacznie mniejsze od podobnych Bąbli Fermiego , które rozciągają się aż na ~25000 l.św. po obu stronach płaszczyzny Galaktyki.

Te bąble mogą przedstawiać wypływy materii w skali galaktyki - analogicznie jak cząstki wyrzucane ze Słońca. Najprawdopodobniej ten gaz jest rozgrzewany przez wybuchy supernowych i wiele niedawnych rekoneksji magnetycznych w obszarze centrum Galaktyki. Zwykle zjawiska rekoneksji magnetycznych w Drodze Mlecznej nie generują wystarczająco dużo energii, by zaobserwować to zjawisko w zakresie promieniowania X, z wyjątkiem tych najbardziej energetycznych w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, gdzie międzygwiazdowe pole magnetyczne jest znacznie silniejsze.

Zjawisko rekoneksji magnetycznej może mieć znaczny udział w ogrzewaniu gazu znajdującego się pomiędzy gwiazdami, który nazywa się ośrodkiem międzygwiazdowym. Ten proces może być odpowiedzialny również za przyspieszanie cząstek do energii promieniowania kosmicznego takiego jak to, które jest obserwowane na Ziemi oraz za uruchomienie turbulencji w ośrodku międzygwiazdowym, które inicjuje narodziny nowego pokolenia gwiazd.

Na panoramie widać, że te magnetyczne „nici” mają tendencję do występowania na obrzeżach wielkich bąbli gorącego gazu. Może to sugerować, że gaz zawarty w tych bąblach jest rozpędzany za pomocą pól magnetycznych, które zderzają się – tworząc te kosmiczne „nici”.


Opracowanie: Ryszard Biernikowicz


Więcej informacji:


Publikacja naukowa (przyszłe wydanie w M.N.R.A.S.w czerwcu 2021 r. – wersja darmowa arXiv): Chandra large-scale mapping of the Galactic center: Probing high-energy structures around the central molecular zone

Magnetized Threads Weave Spectacular Galactic Tapestry

UMass Amherst Astronomer Reveals Never-Before-Seen Detail of Violent Energy at the Center of our Galaxy


Filmowe omówienie panoramy okolicy centrum Drogi Mlecznej (ok. 3 minutowy film z napisami w j.ang.): Tour: A New Panorama of Our Galactic Center


Na ilustracji: panorama centrum Drogi Mlecznej 2.2°x4.2° (~1000x2000 l.św. z odległości ~ 26000 l.św.) w trzech „fałszywych” (mapowanych) kolorach w zakresie rentgenowskim (pomarańczowy, zielony i purpurowy - obserwacje satelity Chandra), i radiowym (liliowy, czyli jasnofioletowy + szary - obserwacje radioteleskopem MeerKat w Południowej Afryce). Źródło: X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT
 

Reklama