Астрономи під керівництвом Центру астрофізики Гарвардського університету та Смітсонівського інституту (CfA) вперше безпосередньо зафіксували турбулентність, що спотворює світло у міжзоряному середовищі. Ці результати допоможуть науковцям отримати чіткіше зображення надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху.
Турбулентність у космосі
Простір між зорями в нашій Галактиці, відомий як міжзоряне середовище, наповнений хмарами іонізованого газу та електронів. Коли хвилі радіовипромінювання від віддалених об’єктів проходять крізь цю турбулентну речовину, вони викривляються і спотворюються так само, як теплова димка, що підіймається над вогнем, спотворює наше бачення всього, що розташоване за нею.
Це спотворення вже давно дозволило астрономам зробити висновок про існування турбулентності, але розуміння її структури досі залишалося недосяжним.
Щоб виміряти турбулентність, астрономи звернули увагу на квазар TXS 2005+403 — яскраве радіоджерело, що живиться від надмасивної чорної діри, яка розташована приблизно за 10 млрд світлових років від Землі в сузір’ї Лебедя. Поки радіовипромінювання квазара рухається до Землі, воно проходить через область Лебедя в Галактиці, одне з найбільш турбулентних і сильно розсіювальних середовищ у Чумацькому Шляху, що призводить до відхилення та спотворення радіохвиль.
При цьому більша частина того, що ми бачимо в радіоданих, походить не від самого квазара, а від розсіювання, спричиненого турбулентністю в цій області Чумацького Шляху. Саме це розсіювання та пов’язані з ним спотворення дозволяють нам вивчати турбулентність, краще розуміти її та робити висновки щодо її структури, заявляють науковці.
Аналіз випромінювання квазара TXS 2005+403 та виявлення турбулентності
Щоб краще вивчити вплив турбулентності на світло квазара, науковці проаналізували архівні дані спостережень за майже десятирічний період, отримані за допомогою системи Very Long Baseline Array (NSF VLBA) Національного наукового фонду США (NSF). Система NSF VLBA, що експлуатується Національною радіоастрономічною обсерваторією NSF (NSF NRAO), являє собою мережу з десяти радіотелескопів, розташованих по всій території країни.
Науковці очікували, що коли радіовипромінювання від TXS 2005+403 пройде через Чумацький Шлях, воно розтечеться у рівномірну пляму і зникне. Натомість вони виявили стійкі, чіткі візерунки, що створювали структуровані, нерівномірні спотворення у світлі, які могли бути спричинені лише турбулентністю.
Александр Плавін, провідний автор нової статті, додав, що властивості розсіювання вздовж цієї лінії зору через Галактику залишаються незмінними з плином часу.
Наслідки для астрономічних досліджень
Ці результати мають важливе значення для майбутніх астрономічних досліджень. Виявлена тут турбулентність існує в масштабах, що приблизно дорівнюють розмірам нашої Сонячної системи. Її розуміння допомагає пояснити, як енергія поширюється Галактикою та як поводиться газ перед тим, як стиснутися й утворити нові зорі.
Ці результати також можуть безпосередньо вплинути на зусилля з підвищення чіткості зображень чорних дір. Зображення Стрільця А*, надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху, отримані телескопом Event Horizon Telescope, погіршуються саме через це міжзоряне розсіювання. Вивчення того, як турбулентність розсіює радіовипромінювання з плином часу та на різних частотах, відкриває шлях до усунення її ефектів із цих зображень.
Команда розпочала серію подальших спостережень за допомогою радіоастрономічної мережі NSF VLBA, яка триватиме до 2026 року. Мета цих спостережень — виміряти конкретні властивості екрана, утвореного цією турбулентністю, та відстежити, як він змінюється в міру руху газу відносно Землі.
За матеріалами phys.org
