Cea mai mare structură descoperită vreodată în galaxia noastră

O structură uriaşă, care se întinde pe mai mult de jumătate din cer, nu este descoperită în fiecare zi. Dar exact acest lucru s-a întâmplat în cazul echipei mele internaţionale de astronomi, când am cercetat cu atenţie fotografiile făcute cu Telescopul Parkes Radio al CSIRO.

Ceea ce am descoperit sunt fluxuri gigantice de particule încărcate cu energie, care provin din regiunile centrale ale galaxiei noastre, după cum am raportat în lucrarea noastră publicată în Nature, în ianuarie.

Deci de unde provin aceste particule încărcate cu energie? Şi ce ne pot spune despre galaxia noastră?

Conuri şi particule

Aceste fluxuri de particule încărcate cu energie sunt formate din doi lobi care se extind vertical de-o parte şi de altă a discului galaxiei noastre. Imaginaţi-vă două conuri a căror vârfuri sunt unite şi vă veţi face o părere în legătură cu forma acestei structuri (a se vedea imaginea).

Lobii corespund bulelor de raze gama descoperite în 2010 folosind datele Telescopului spaţial Fermi al NASA (a se vedea imaginea).

Aceste fluxuri uriaşe ocupă două treimi din regiunea care se întinde de la un orizont la altul. În termeni absoluţi, aceste fluxuri sunt răspândite pe 50.000 de ani lumină - jumătate din diametrul întregii noastre galaxii. Aceasta este cea mai mare structură descoperită vreodată în galaxia noastră.

Originile sale

Analiza datelor Parkes arată că aceste structuri sunt fluxuri de particule încărcate cu energia generată de formarea de stele, într-o zonă din jurul centrului galactic. Partea centrală a Căii Lactee conţine o cantitate masivă de gaz şi multe stele tinere şi masive, care se formează şi explodează ca supernove.

Lobii conţin de asemenea trei structuri paralele, asemănătoare cu nişte creste, care se învârt în jurul suprafeţei lobilor. Cel puţin una dintre ele pare să fie conectată la centrul galactic, iar intersecţia dintre buclele magnetice şi fotosferă ar putea fi unul dintre acele clustere super-stelare care orbitează centrul galactic.

Noi sugerăm în studiul publicat în Nature că acele creste sunt fluxurile directe provenind de la unul dintre aceste grupuri individuale super-stelare. Celelalte două creste nu sunt conectate la centrul galactic, iar intersecţiile lor cu fotosfera nu mai sunt active.

Aceste creste ar putea avea legătură cu formarea de stele din trecut - fiind o semnătură a clusterelor stelare trecute care au orbitat centrul galaxiei.

Detectarea elementelor nedescoperite anterior

Mulţi oameni ne întreabă de ce aceste structuri uriaşe nu au fost observate înainte. Acest lucru se datorează faptului că cerul a fost anterior observat pe o frecvenţă radio fie prea mică, fie prea mare.

În cazul unei frecvenţe joase, semnalul este ascuns din cauza unui fenomen numit rotaţia Faraday - atunci când unghiul de polarizare a luminii este rotit între sursă si observator. În cazul unei frecvenţe înalte, semnalul fluxurilor de particule încărcate cu energie este prea slab şi nu este detectat.

Când am iniţiat proiectul, plănuiam să studiem structura galaxiei şi câmpul său magnetic şi ne-am decis să folosim o frecvenţă intermediară (2.3 GHz), pentru a depăşi problemele menţionate mai sus şi a dezvălui semnalul galactic ascuns.

Ceea ce a fost într-adevăr surprinzător a fost cantitatea masivă de energie conţinută în lobi – fiind aproape echivalentă cu energia produsă de un milion de supernove.

Pentru a înţelege mai bine, fiecare supernovă este atât de strălucitoare încât depăşeşte galaxia care o găzduieşte. Structura pe care am descoperit-o găzduieşte mai multă energie decât este eliminată de un milion de astfel de explozii stelare.

Această cantitate masivă de energie este produsă într-o regiune compactă (aproximativ 600 de ani-lumină), în centrul galaxiei noastre, şi este eliminată vertical sub forma acestor fluxuri de la marginea galaxiei - haloul galactic.

Se crede că acest halo este un loc liniştit, dar am descoperit acum că acesta este injectat continuu cu o cantitate masivă de energie. Studiul nostru ar părea să sugereze că interacţiunea dintre galaxia noastră şi periferia sa trebuie regândită.

Datele noastre arată că fluxurile transportă un câmp magnetic puternic, cu o energie magnetică masivă, care este generată în centrul galaxiei şi transportată în halo.

Credem că acest proces joacă un rol-cheie în generarea şi susţinerea câmpul magnetic galactic, a cărui origine a fost un mister de la descoperirea sa.

Legătura dintre câmpul fluxului descoperit şi câmpul general al galaxiei va trebui investigată în viitor.

Acest articol a fost publicat iniţial în Conversation.