Mysterieuze streepjes onthuld in het centrum van de Melkweg

Mysterieuze streepjes onthuld in het centrum van de Melkweg

Tijdstempel: 2 juni 2023 11:42 uur
Bronknooppunt: 2695093
02 juni 2023 (Nanowerk Nieuws) Een internationaal team van astrofysici heeft iets geheel nieuws ontdekt, verborgen in het centrum van de Melkweg. Begin jaren tachtig ontdekte Farhad Yusef-Zadeh van de Northwestern University gigantische, eendimensionale filamenten die verticaal bungelden in de buurt van Sagittarius A*, het centrale superzware zwarte gat van ons melkwegstelsel. Nu hebben Yusef-Zadeh en zijn medewerkers een nieuwe populatie van filamenten ontdekt, maar deze draden zijn veel korter en liggen horizontaal of radiaal en spreiden zich uit als spaken op een wiel vanuit het zwarte gat. Hoewel de twee populaties filamenten verschillende overeenkomsten vertonen, gaat Yusef-Zadeh ervan uit dat ze een verschillende oorsprong hebben. Terwijl de verticale filamenten door de melkweg vegen, torenhoog tot 1980 lichtjaar hoog, lijken de horizontale filamenten meer op de puntjes en streepjes van morsecode, die slechts één kant van Sagittarius A* accentueren. De studie is gepubliceerd in De astrofysische journaalbrieven ("The Population of the Galactic Center Filaments: Position Angle Distribution Reveal a Degree-scale Collimated Outflow from Sgr A* along the Galactic Plane"). MeerKAT-afbeelding met korte filamenten, kleurgecodeerd op basis van hoek, in het galactische centrum MeerKAT-afbeelding met korte filamenten, kleurgecodeerd op basis van hoek, in het galactische centrum. (Afbeelding: Farhad Yusef-Zadeh) "Het was een verrassing om plotseling een nieuwe populatie structuren te vinden die in de richting van het zwarte gat lijken te wijzen," zei Yusef-Zadeh. “Ik was echt stomverbaasd toen ik deze zag. We moesten veel werk verzetten om vast te stellen dat we onszelf niet voor de gek hielden. En we ontdekten dat deze filamenten niet willekeurig zijn, maar lijken te zijn verbonden met de uitstroom van ons zwarte gat. Door ze te bestuderen, konden we meer te weten komen over de oriëntatie van de spin- en accretieschijf van het zwarte gat. Het geeft voldoening wanneer men orde vindt in het midden van een chaotisch veld van de kern van ons melkwegstelsel.” Yusef-Zadeh, een expert in radioastronomie, is professor natuurkunde en astronomie aan het Weinberg College of Arts and Sciences in Northwestern en lid van CIERA.

Decennia in de maak

De nieuwe ontdekking komt misschien als een verrassing, maar Yusef-Zadeh is geen onbekende in het blootleggen van mysteries in het centrum van ons melkwegstelsel, gelegen op 25,000 lichtjaar van de aarde. De nieuwste studie bouwt voort op vier decennia van zijn onderzoek. Na de eerste ontdekking van de verticale filamenten in 1984 met Mark Morris en Don Chance, ontdekten Yusef-Zadeh samen met Ian Heywood en hun medewerkers later twee gigantische radio-emitterende bellen nabij Sagittarius A*. Vervolgens onthulde Yusef-Zadeh in een reeks publicaties in 2022 (in samenwerking met Heywood, Richard Arent en Mark Wardle) bijna 1,000 verticale filamenten, die in paren en clusters verschenen, vaak op gelijke afstand van elkaar of naast elkaar gestapeld als snaren op een harp. Yusef-Zadeh schrijft de stortvloed aan nieuwe ontdekkingen toe aan verbeterde radioastronomietechnologie, met name de MeerKAT-telescoop van het South African Radio Astronomy Observatory (SARAO). Om de filamenten te lokaliseren, gebruikte het team van Yusef-Zadeh een techniek om de achtergrond te verwijderen en de ruis van MeerKAT-beelden glad te strijken om de filamenten te isoleren van omringende structuren. "De nieuwe MeerKAT-waarnemingen hebben het spel veranderd", zei hij. “De vooruitgang van de technologie en de toegewijde observatietijd hebben ons nieuwe informatie opgeleverd. Het is echt een technische prestatie van radioastronomen.”

Horizontaal versus verticaal

Na tientallen jaren de verticale filamenten te hebben bestudeerd, was Yusef-Zadeh geschokt toen hij hun horizontale tegenhangers ontdekte, die volgens hem ongeveer 6 miljoen jaar oud zijn. "We hebben altijd nagedacht over verticale filamenten en hun oorsprong," zei hij. 'Ik ben eraan gewend dat ze verticaal zijn. Ik had er nooit aan gedacht dat er misschien nog anderen in het vliegtuig zouden zijn.” Hoewel beide populaties bestaan ​​uit eendimensionale filamenten die kunnen worden waargenomen met radiogolven en verband lijken te houden met activiteiten in het galactische centrum, houden de overeenkomsten daar op. De verticale filamenten staan ​​loodrecht op het galactische vlak; de horizontale filamenten zijn evenwijdig aan het vlak maar wijzen radiaal naar het centrum van de melkweg waar het zwarte gat ligt. De verticale filamenten zijn magnetisch en relativistisch; de horizontale filamenten lijken warmtestraling uit te zenden. De verticale filamenten omvatten deeltjes die bewegen met snelheden in de buurt van de snelheid van het licht; de horizontale filamenten lijken thermisch materiaal in een moleculaire wolk te versnellen. Er zijn enkele honderden verticale filamenten en slechts een paar honderd horizontale filamenten. En de verticale filamenten, die tot 150 lichtjaar hoog zijn, zijn veel groter dan de horizontale filamenten, die slechts 5 tot 10 lichtjaar lang zijn. De verticale filamenten sieren ook de ruimte rond de kern van de melkweg; de horizontale filamenten lijken zich slechts naar één kant uit te spreiden en wijzen naar het zwarte gat. "Een van de belangrijkste implicaties van radiale uitstroom die we hebben gedetecteerd, is de oriëntatie van de accretieschijf en de door straalmotoren aangedreven uitstroom van Sagittarius A * langs het galactische vlak," zei Yusef-Zadeh.

'Ons werk is nooit af'

De nieuwe ontdekking is gevuld met onbekenden en het werk van Yusef-Zadeh om de mysteries te ontrafelen is net begonnen. Voorlopig kan hij alleen een plausibele verklaring bedenken voor de mechanismen en oorsprong van de nieuwe populatie. "We denken dat ze afkomstig moeten zijn van een soort uitstroom van een activiteit die een paar miljoen jaar geleden plaatsvond," zei Yusef-Zadeh. “Het lijkt het resultaat te zijn van een interactie van dat uitstromende materiaal met objecten in de buurt. Ons werk is nooit af. We moeten altijd nieuwe observaties doen en onze ideeën voortdurend ter discussie stellen en onze analyses aanscherpen.”

Tijdstempel:

Meer van Nanowerk