Вчені дослідили одні з найбільших за протяжністю магнітних полів у Всесвіті, що пронизують газ і пил, які наповнюють внутрішнє середовище скупчень галактик. Метод під назвою «синхротронний градієнт інтенсивності» дозволив оцінити їхній справжній стан.
Галактичні скупчення та їхнє середовище
Нещодавно опубліковане у журналі Nature Communications дослідження проливає світло на одні з найпротяжніших у всесвіті магнітних полів. Вони існують у внутрішньому середовищі галактичних скупчень. Вивчити їх допоміг новий метод оцінки швидкостей електронів.
Скупчення галактик — це одні з найбільших у Всесвіті структур. Вони тягнуться на мільйони світлових років і містять сотні й тисячі зоряних систем, схожих на Чумацький Шлях. Причому ці системи не просто перебувають поруч, а активно взаємодіють, постійно обмінюючись газом.
Детальніше вивчення скупчень показало, що вони фактично занурені у велетенські хмари газу, не «прив’язані» до жодної окремої галактики. Газ постійно перемішується, й усе це разом називається внутрішньокластерним середовищем.
Саме тут виникають одні з найбільших магнітних полів у Всесвіті. Вони тягнуться на сотні тисяч і мільйони світлових років, хоча на такій відстані розгледіти їх дуже важко. Вважається, що вони відіграють вирішальну роль у процесах переносу матерії та енергії у внутрішньокластерному середовищі завдяки процесу, який називається магнітною турбуленцією.
Магнітні поля та синхротронне випромінювання
Магнітна турбуленція — це хаотичне переміщення частинок речовини в результаті дії магнітних полів. Саме їй переважно присвячене нове дослідження. Для цього вчені використали метод, який називається синхротронним градієнтом інтенсивності.
Більшість швидкісних частинок, які ми сприймаємо як потоки випромінювання, утворюються внаслідок теплових процесів. Атоми отримують багато енергії, частина її дістається електронам, а ті летять геть у вигляді хвиле-частинок.
Однак можливий і інший механізм, коли від’ємно заряджені електрони отримують енергію прямо від магнітних полів без втручання теплових процесів. Таке випромінювання називається синхротронним. Серед іншого, воно утворюється й у внутрішньокластерному середовищі галактичних скупчень.
Синхротронний градієнт інтенсивності
Основним механізмом виникнення синхротронного випромінювання у внутрішньокластерному середовищі є саме магнітна турбуленція. Атоми й електрони під дією магнітних полів здійснюють хаотичні рухи поперек силових ліній. На цей рух накладається зіткнення з космічними променями. Вся ця інформація у вигляді шуму зберігається в радіохвилях, що долітають до нас.
Раніше вона вважалась абсолютно безглуздою. Але новий метод дозволив видобути з неї важливу складову. Конкретно — як змінюється швидкість електронів поблизу магнітних полів, що пронизують внутрішньокластерне середовище. Це і є градієнт інтенсивності.
Завдяки цьому астрономи змогли з’ясувати, що процеси магнітної турбуленції не настільки розвинені у галактичних скупченнях, як вважалося досі. При цьому вчені впевнені, що подальше використання цієї техніки дозволить більше дізнатися про магнітогідродинамічні явища.
За матеріалами: phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
