science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Gemagnetiseerde draden weven spectaculaire galactische wandtapijten

Een panorama van het Galactische Centrum bouwt voort op eerdere onderzoeken van Chandra en andere telescopen. Deze nieuwste versie breidt Chandra's hoogenergetische blik verder uit boven en onder het vlak van de melkweg - dat wil zeggen, de schijf waar de meeste sterren van de melkweg zich bevinden - dan eerdere beeldvormingscampagnes. Op de eerste twee afbeeldingen Röntgenfoto's van Chandra zijn oranje, groente, en paars, verschillende röntgenenergieën laten zien, en de radiogegevens van MeerKAT zijn grijs. Credit:Röntgenfoto:NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio:NRF/SARAO/MeerKAT

Draden van oververhit gas en magnetische velden weven een tapijt van energie in het centrum van het Melkwegstelsel. Een nieuwe afbeelding van dit nieuwe kosmische meesterwerk is gemaakt met behulp van een gigantisch mozaïek van gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory en de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika.

Het nieuwe panorama van het Galactische Centrum bouwt voort op eerdere onderzoeken van Chandra en andere telescopen. Deze nieuwste versie breidt Chandra's hoogenergetische blik verder uit boven en onder het vlak van de Melkweg - dat wil zeggen, de schijf waar de meeste sterren van de Melkweg zich bevinden - dan eerdere beeldvormingscampagnes. In de afbeelding in onze hoofdafbeelding, Röntgenfoto's van Chandra zijn oranje, groente, blauw en paars, verschillende röntgenenergieën laten zien, en de radiogegevens van MeerKAT worden weergegeven in lila en grijs. De belangrijkste kenmerken in de afbeelding worden weergegeven in een gelabelde versie.

Eén draad is bijzonder intrigerend omdat er röntgenstraling en radiostraling met elkaar verweven zijn. Hij wijst loodrecht op het vlak van de melkweg en is ongeveer 20 lichtjaar lang, maar slechts een honderdste zo breed.

Een nieuwe studie van de röntgen- en radio-eigenschappen van deze draad door Q. Daniel Wang van de Universiteit van Massachusetts in Amherst suggereert dat deze kenmerken met elkaar zijn verbonden door dunne stroken magnetische velden. Dit is vergelijkbaar met wat werd waargenomen in een eerder bestudeerde thread. (Beide draden zijn in de afbeelding gelabeld. De nieuw bestudeerde bevindt zich linksonder en is veel verder weg van het vlak van de Melkweg.) Dergelijke stroken kunnen zijn gevormd toen magnetische velden in verschillende richtingen werden uitgelijnd, botste, en werden om elkaar heen gedraaid in een proces dat magnetische herverbinding wordt genoemd. Dit is vergelijkbaar met het fenomeen dat energetische deeltjes van de zon wegjaagt en verantwoordelijk is voor het ruimteweer dat soms de aarde aantast.

Een gedetailleerde studie van deze draden leert ons meer over de Galactische ruimteweerastronomen die in de hele regio getuige zijn geweest. Dit weer wordt aangedreven door vluchtige fenomenen zoals supernova-explosies, dicht op elkaar staande sterren die heet gas afblazen, en uitbarstingen van materie uit gebieden in de buurt van Boogschutter A*, het superzware zwarte gat van onze Melkweg.

Naast de draden, het nieuwe panorama onthult andere wonderen in het Galactische Centrum. Bijvoorbeeld, Wang's paper meldt grote pluimen heet gas, die zich ongeveer 700 lichtjaar boven en onder het vlak van de melkweg uitstrekken, hier in meer detail te zien dan ooit tevoren. (Ze zijn veel kleiner dan de Fermi Bubbles die zich uitstrekken over ongeveer 25, 000 lichtjaar boven en onder het vlak van de melkweg.) Deze pluimen kunnen uitstromen op galactische schaal vertegenwoordigen, analoog aan de deeltjes die van de zon worden weggedreven. Het gas wordt waarschijnlijk verwarmd door supernova-explosies en vele recente magnetische herverbindingen die plaatsvinden in de buurt van het centrum van de melkweg. Dergelijke herverbindingsgebeurtenissen in de Melkweg zijn normaal gesproken niet voldoende energiek om te worden gedetecteerd in röntgenstralen, behalve de meest energetische in het centrum van de Melkweg, waar het interstellaire magnetische veld veel sterker is.

Deze versie van de afbeelding belicht verschillende belangrijke kenmerken van dit nieuwe Galactische Centrum-onderzoek. De threads zijn gelabeld met rode rechthoeken in de afbeelding, terwijl röntgenstralen weerkaatst worden door stof rond heldere röntgenbronnen (groene cirkels), Boogschutter A*. In paarse cirkels en ellipsen, de bogen en de vijflingclusters, DB00-58 en DB00-6, 1E 1743.1-28.43, de Koude Gaswolk en Boogschutter C worden geschetst. Credit:Röntgenfoto:NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio:NRF/SARAO/MeerKAT

Magnetische herverbindingsgebeurtenissen kunnen een belangrijke rol spelen bij het opwarmen van het gas tussen sterren (het interstellaire medium). Dit proces kan ook verantwoordelijk zijn voor het versnellen van deeltjes om kosmische straling te produceren zoals die op aarde wordt waargenomen en het veroorzaken van turbulentie in het interstellaire medium dat nieuwe generaties van stergeboorte veroorzaakt.

De afbeeldingen tonen enkele (breedband)kleuren, met Chandra-röntgengegevens in roze en MeerKat-radiogegevens, een radiotelescoop in Zuid-Afrika, in blauw. Credit:Röntgenfoto:NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio:NRF/SARAO/MeerKAT

De afbeelding laat zien dat de magnetische draden zich meestal voordoen aan de buitengrenzen van de grote pluimen van heet gas. Dit suggereert dat het gas in de pluimen magnetische velden aandrijft die botsen om de draden te creëren.

Het artikel van Wang waarin deze resultaten worden beschreven, verschijnt in het juninummer van de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .