Ученые исследовали одни из величайших по протяженности магнитных полей во Вселенной, которые пронизывают газ и пыль, наполняющие внутреннюю среду скоплений галактик. Метод под названием «синхротронный градиент интенсивности» позволил оценить их истинное состояние.
Галактические скопления и их среда
Недавно опубликованное в журнале Nature Communications исследование проливает свет на одни из самых протяженных во Вселенной магнитных полей. Они существуют во внутренней среде галактических скоплений. Изучить их помог новый метод оценки скоростей электронов.
Скопления галактик — это одни из крупнейших структур Вселенной. Они простираются на миллионы световых лет и содержат сотни и тысячи звездных систем, похожих на Млечный Путь, которые они не просто находятся рядом, но и активно взаимодействуют, постоянно обмениваясь газом.
Более детальное изучение скоплений показало, что фактически они погружены в гигантские газовые облака газа, в которых газ не привязан ни к одной отдельно взятой системе. Он постоянно перемешивается, и все это вместе называется внутрикластерной средой.
Именно здесь возникают одни из самых больших магнитных полей во Вселенной. Они тянутся на сотни тысяч и миллионы световых лет, хотя на таком расстоянии разглядеть их очень сложно. Считается, что они играют решающую роль в процессах переноса материи и энергии во внутрикластерной среде благодаря процессу, называемому магнитной турбуленцией.
Магнитные поля и синхротронное излучение
Магнитная турбуленция — это хаотическое перемещение частиц вещества под действием магнитных полей. Именно ей преимущественно посвящено новое исследование. Для этого ученые использовали метод, который называется синхротронным градиентом интенсивности.
Большинство скоростных частиц, которые мы воспринимаем как потоки излучения, возникает в результате тепловых процессов. Атомы получают много энергии, часть ее достается электронам, и те улетают прочь в виде частиц-волн.
Однако возможен и другой механизм, когда отрицательно заряженные электроны получают энергию прямо от магнитных полей без вмешательства тепловых процессов. Такое излучение называется синхротронным. Среди прочего, оно возникает и во внутрикластерной среде галактических скоплений.
Синхротронный градиент интенсивности
Основным механизмом возникновения синхротронного излучения во внутрикластерной среде является именно магнитная турбуленция. Атомы и электроны под действием магнитных полей совершают хаотические движения поперек силовых линий. На них накладываются столкновения с космическими лучами. И вся эта информация в виде шума сохраняется в долетающих до нас радиоволнах.
Раньше она считалась абсолютно бессмысленной. Однако новый метод позволил извлечь из нее важную составляющую. Конкретно — как меняется скорость электронов вблизи магнитных полей, пронизывающих внутрикластерную среду. Это и есть градиент интенсивности.
Благодаря этому астрономы смогли выяснить, что процессы магнитной турбуленции не настолько развиты в галактических скоплениях, как считалось ранее. При этом ученые уверены, что дальнейшее использование этой техники позволит больше узнать о магнитогидродинамических явлениях.
По материалам: phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
