Tårnhøje ballonlignende strukturer opdaget nær centrum af Mælkevejen

Et internationalt hold af astronomer, herunder Northwestern Universitys Farhad Yusef-Zadeh, har opdaget en af ​​de største strukturer, der nogensinde er observeret i Mælkevejen. Et nyligt plettet par radioemitterende bobler når hundredvis af lysår høje, forværrer alle andre strukturer i det centrale område af galaksen.

Teamet mener, at den enorme, Timeglasformet struktur er sandsynligvis resultatet af et fænomenalt energisk udbrud, der brød ud nær Mælkevejens supermassive sorte hul for flere millioner år siden.

"Vores galakses centrum er relativt roligt sammenlignet med andre galakser med meget aktive centrale sorte huller, " sagde Ian Heywood fra University of Oxford, første forfatter af undersøgelsen. "Ikke desto mindre, Mælkevejens centrale sorte hul kan – fra tid til anden – blive ukarakteristisk aktivt, blusser op, da det med jævne mellemrum fortærer massive klumper af støv og gas. Det er muligt, at et sådant madvanvid udløste kraftige udbrud, der pustede denne hidtil usete funktion op."

Avisen offentliggøres den 11. september i tidsskriftet Natur . Undersøgelsens medforfattere repræsenterer 15 institutioner, herunder Northwestern, Oxford, South African Radio Astronomy Observatory i Cape Town og National Radio Astronomy Observatory i Charlottesville, Virginia.

Til dette arbejde, holdet brugte South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) MeerKAT-teleskopet, det største videnskabsprojekt i Afrika. Dette er det første papir, der beskriver forskning, der er afsluttet med MeerKATs fulde 64-skåle-array siden lanceringen i juli 2018.

Mælkevejens mysterier

Mere turbulent og usædvanligt aktiv sammenlignet med resten af ​​Mælkevejen, miljøet omkring vores galakses centrale sorte hul rummer mange mysterier. Northwesterns Yusef Zadeh, en senior forfatter af avisen, har dedikeret sin karriere til at studere de fysiske processer, der sker i Mælkevejens mystificerende center.

I begyndelsen af ​​1980'erne, Yusef-Zadeh opdagede storstilet, højt organiserede magnetiske filamenter i midten af ​​Mælkevejen, 25, 000 lysår fra Jorden. Mens deres oprindelse har forblevet et uløst mysterium lige siden, filamenterne er radiostrukturer, der strækker sig titusinder af lysår lange og et lysår brede.

"Radioboblerne opdaget med MeerKAT kaster nu lys over filamenternes oprindelse, " sagde Yusef-Zadeh. "Næsten alle de mere end 100 filamenter er begrænset af radioboblerne."

Yusef-Zadeh er professor i fysik og astronomi ved Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences og medlem af CIERA (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics), et begavet forskningscenter på Northwestern fokuseret på at fremme astrofysikstudier med vægt på tværfaglige forbindelser.

Forskerne mener, at den tætte tilknytning af filamenterne til boblerne indebærer, at den energiske begivenhed, der skabte radioboblerne, også er ansvarlig for at accelerere de elektroner, der er nødvendige for at producere radioemissionen fra de magnetiserede filamenter.

Sporing af energiske regioner

Ved at bruge MeerKAT, forskerholdet kortlagde brede områder i centrum af galaksen, udfører observationer ved bølgelængder nær 23 centimeter. Radioemission af denne art genereres i en proces kendt som synkrotronstråling, hvor elektroner, der bevæger sig tæt på lysets hastighed, interagerer med magnetiske felter. Dette producerer et karakteristisk radiosignal, der kan bruges til at spore energiske områder i rummet. Radiolyset set af MeerKAT trænger let igennem de tætte støvskyer, der blokerer for synligt lys fra galaksens centrum.

Ved at undersøge tvillingeboblernes næsten identiske udstrækning og morfologi, forskerne mener, at de har fundet overbevisende beviser for, at disse træk blev dannet af et voldsomt udbrud, der over en kort periode slog gennem det interstellare medium i modsatte retninger.

"Disse enorme bobler har indtil nu været skjult af genskæret fra ekstremt lys radioudsendelse fra galaksens centrum, " sagde Fernando Camilo fra SARAO i Cape Town og medforfatter på papiret. "At drille boblerne fra baggrundsstøjen var en teknisk tour de force, kun muliggjort af MeerKATs unikke egenskaber og ideelle beliggenhed. Med denne uventede opdagelse er vi vidne til i Mælkevejen en ny manifestation af udstrømninger af stof og energi i galakseskala, i sidste ende styret af det centrale sorte hul."