Магнитный туннель из похожих на канаты нитей из радиоволн окружает Землю

admin
0 0
Read Time:5 Minute, 24 Second

Магнитный туннель из похожих на канаты нитей из радиоволн окружает Землю

Что если бы наши глаза могли видеть радиоволны? Если бы мы могли, мы могли бы посмотреть в небо и увидеть туннель из нитей, похожих на веревки, сделанных из радиоволн. Эта структура имела бы длину около 1 000 световых лет и находилась бы на расстоянии около 350 световых лет. Этот туннель объясняет существование двух самых ярких радиообъектов в небе.

Астрономы обнаружили Северную полярную шпору и Веерную область в 1960-х годах, когда радиоастрономия только начинала развиваться. Северная полярная шпора — это массивная гряда горячего газа, возвышающаяся над плоскостью Млечного Пути. Он излучает рентгеновские лучи и радиоволны.

На протяжении десятилетий после ее открытия не прекращались дискуссии о том, что же это такое и как далеко она находится. Астрономы полагали, что она может быть связана с пузырями Ферми или вырезана древними взрывами сверхновых.

Веерная область — одна из самых доминирующих поляризованных радиопризнаков на небе. О природе Веерной области тоже ведутся споры: одни говорят, что это местная особенность, другие утверждают, что она галактического масштаба.

Магнитный туннель из похожих на канаты нитей из радиоволн окружает Землю

Наша Галактика, видимая в радиоволнах в обычном представлении с галактическим центром в центре изображения.

Группа исследователей из Канады и США представила в новой работе доказательства того, что эти два объекта связаны между собой.

Авторы утверждают, что и NPS, и Веерная область являются частями одной и той же особенности. Эта особенность состоит из "канатов" длиной 1 000 световых лет, которые сами состоят из заряженных частиц и магнитного поля. Они находятся прямо перед нашими глазами, но мы их не видим.

"Если бы мы посмотрели в небо, — объясняет Вест, — мы бы увидели эту туннелеподобную структуру практически в любом направлении — то есть, если бы у нас были глаза, способные видеть радиоизлучение".

Магнитный туннель из похожих на канаты нитей из радиоволн окружает Землю

На этом изображении из нового исследования показан магнитный туннель на частоте 30 ГГц. Северная полярная шпора простирается вверх и вправо, а область веера находится слева.

"Магнитные поля не существуют в изоляции, — объясняет Уэст в пресс-релизе. Задача заключалась в том, чтобы выяснить, как эти два объекта связаны между собой". Уэст считает, что ее команда — первая группа астрономов, которая соединила эти две особенности.

Уэст говорит, что она думала об этой паре особенностей в течение 15 лет, с тех пор как впервые увидела радиокарту неба. В последние годы она построила компьютерную модель, показывающую, как будет выглядеть радионебо с Земли при изменении формы и расположения длинных радиотросов.

Модель позволила "построить" радиоструктуру вокруг нас. Она показала ей, как будет выглядеть небо через радиотелескопы. Модель дала ей новую перспективу, которая помогла ей сопоставить данные с наблюдаемыми данными.

 

"Несколько лет назад один из наших соавторов, Том Ландекер, рассказал мне о статье 1965 года, относящейся к раннему периоду развития радиоастрономии", — сказал Уэст. "Основываясь на грубых данных, доступных в то время, авторы (Мэтьюсон и Милн) предположили, что эти поляризованные радиосигналы могут возникать из-за того, что мы видим Местный рукав Галактики изнутри. Эта статья вдохновила меня развить эту идею и связать мою модель с гораздо лучшими данными, которые дают нам сегодня наши телескопы".

Уэст сравнивает их работу с картой Земли. Северный полюс, конечно, находится сверху, а экватор — посередине. Но ее можно нарисовать с другой точки зрения, что и позволила сделать компьютерная модель Уэст.

"Большинство астрономов смотрят на карту, на которой северный полюс Галактики находится вверху, а галактический центр — в центре", — объясняет она. "Важной частью, вдохновившей нас на эту идею, было переделать эту карту с другой точкой в центре".

Магнитный туннель из похожих на канаты нитей из радиоволн окружает Землю

Слева: Небо, как оно выглядит в радиополяризованных волнах. Линии, похожие на линии Ван-Гога, показывают ориентацию магнитного поля. Эти радиоданные показаны в том виде, в каком они были бы видны на небе, с наложением контуров самых ярких звезд и созвездий и названий созвездий. Credit: Dominion Radio Astrophysical Observatory/Villa Elisa telescope/ESA/Planck Collaboration/Stellarium/J. West. Справа: небо в той же ориентации и проекции, как оно видно нашими глазами. Показаны те же самые яркие звезды и созвездия, что и на предыдущем изображении.

"Это чрезвычайно продуманная работа", — говорит доктор Брайан Генслер, профессор Института Данлапа и один из авторов публикации. Когда Дженнифер впервые предложила мне эту идею, я подумал, что она слишком "нестандартна", чтобы быть возможным объяснением. Но в итоге она смогла меня убедить! Теперь я с нетерпением жду реакции остального астрономического сообщества".

Уэст — эксперт по галактикам и МКС. Она с нетерпением ждет дальнейших исследований, которые, как она надеется, позволят выяснить, как связаны между собой различные магнитные структуры в небе.

"Магнитные поля не существуют изолированно", — объясняет она. Все они должны быть связаны друг с другом". Поэтому следующим шагом будет лучшее понимание того, как это местное магнитное поле связано как с более крупномасштабным галактическим магнитным полем, так и с более мелкими магнитными полями нашего Солнца и Земли".

Магнитный туннель из похожих на канаты нитей из радиоволн окружает Землю

На этом рисунке из исследования показано расположение некоторых петель, построенных на вложенных друг в друга цилиндрах. Диаграмма не соответствует масштабу, но расположение нитей правильное по отношению к положению Солнца и относительно друг друга.

Мы не можем увидеть эти структуры своими глазами. Но осознание того, что они существуют, расширяет кругозор.

"Я думаю, это просто потрясающе — представить, что эти структуры находятся повсюду, когда мы смотрим в ночное небо", — говорит Уэст.

В течение многих лет астрономы спорили о природе Северного полярного отрога. Различные исследования дают противоречивые результаты. Одни исследования показывают, что это далекая особенность, другие — что она более локальна. Уэст и ее соавторы утверждают, что их работа разрешила эти противоречия. "Мы показали, что эта модель согласуется с большим количеством исследований наблюдений в этих регионах и способна разрешить очевидное противоречие в литературе, согласно которому высокоширотная часть NPS находится поблизости, а более низкоширотные части более удалены".

"Эта модель имеет значение для разработки целостной модели магнитных полей в галактиках", — пишут авторы. "Мы все еще не до конца понимаем происхождение и эволюцию регулярных магнитных полей в галактиках и то, как это поле поддерживается".

Магнитный туннель из похожих на канаты нитей из радиоволн окружает Землю

Модель не полностью совпадает с наблюдениями. Желтые области показывают разногласия по поляризации между моделью и данными на этом изображении из исследования. Но области разногласий находятся в основном на концах NPS. Команда считает, что какая-то структура переднего плана вызывает некоторую деполяризацию, и говорит, что модель все еще в целом согласуется с данными.

Исследователи надеются, что лучшее понимание особенностей, подобных туннелю, приведет к лучшему пониманию более отдаленных магнитных особенностей. Существуют филаменты гораздо более обширные, чем эти, а также пузыри и суперпузыри. Астрономы наблюдали их в более отдаленных регионах Млечного Пути.

Но изучать эти более отдаленные объекты сложно. "Таким образом, вполне вероятно, что в настоящее время мы не обладаем достаточным разрешением и чувствительностью, чтобы увидеть структуру такого уровня во многих местах, кроме местной среды и, возможно, рукава Персея", — заключает исследовательская группа.

Добавить комментарий

Next Post

Сицилия: редкий циклон затопил города, унес жизни минимум двух человек

По меньшей мере два человека стали жертвами мощного тропического шторма, обрушившегося на Сицилию и сопровождающегося сильными наводнениями и порывами ветра, достигающими скорости 120 км/ч. Сильнее всего пострадал город Катания, улицы […]