Галактика-штопор: как закрученный джет выдает магнитный почерк скоплений
Галактика со спиралевидным джетом (струёй плазмы), названная «Галактикой-штопором», стала естественной лабораторией для изучения магнитных полей. С помощью радиотелескопа ASKAP учёные обнаружили, что вдоль джета регулярно колеблется фарадеевское вращение (поворот поляризации радиоволн в магнитном поле) — с тем же периодом, что и изгибы самой струи. Интересно, что в одной части джета колебания совпадают по фазе, указывая на экран из намагниченной плазмы вокруг струи, а в другой — сдвинуты, что говорит о смене основного источника магнитного поля, возможно, на межгалактическую среду. Так винтовая форма джета помогает отделить магнитные поля самой струи от полей скопления — подобно тому, как по мерцанию звёзд различают слои атмосферы.
В центре многих галактик прячется сверхмассивная чёрная дыра, выбрасывающая релятивистские струи плазмы на сотни килопарсек. Одна из таких — радиогалактика ESO 137-G007 в скоплении Наугольника, известная как «Галактика-штопор» за свои закрученные джеты. Но за эффектной спиралью скрывается давний вопрос: где именно поворачивается плоскость поляризации радиоволн — в самом джете, его оболочке или в межгалактической плазме? Ответ словно свёрнут в этих кольцах, подобно тому как штопор несёт на себе отпечаток пробки.
Разгадка пришла благодаря анализу меры фарадеевского вращения (RM) — величины, зависящей от магнитного поля и плотности электронов вдоль луча зрения. Уравнения Максвелла напоминают: поворот поляризации неотделим от скорости света, сплетающей электричество и магнетизм. С помощью радиотелескопа ASKAP астрономы построили детальную карту RM вдоль оси джета и применили периодограммный анализ. Ожидалось, что обычная турбулентность породит случайные флуктуации, но реальность оказалась строже.
Сюрприз подбросила фазовая картина. В восточной части джета RM и изгибы почти синфазны — лишь 7.6% случайных суррогатных моделей дают бо́льшую корреляцию при нулевом лаге. В западной — корреляция слабая, а фаза смещена. Интерпретация изящна: на востоке доминирует магнитное поле кокона джета, а на западе — турбулентное поле внутрикластерной плазмы, богатой водородом и гелием. Так джет превращается в дифференциальный магнитный зонд, который сам указывает, где какой вклад.
Метод открывает новую эру: с вводом SKA тысячи штопорообразных радиогалактик станут естественной лабораторией магнетизма. Сравнивая карты RM с распределением гравитационного линзирования и тёмной материи, впервые отмеченной Фрицем Цвикки, мы сможем увязать невидимую массу с магнитными полями. А понимание того, как джеты теряют устойчивость и наращивают энтропию, приблизит разгадку их запуска — одной из ключевых проблем астрофизики. Спиральные джеты — это не космическое украшение, а работающий магнитометр, который будущие обзоры превратят в повседневный инструмент.
🎯 Название «Галактика-штопор» (Corkscrew Galaxy) она получила из-за поразительного сходства с винтовой нарезкой: её радиоджет протяжённостью почти 600 килопарсек закручен в два полных витка! Это один из самых длинных известных спиральных джетов во Вселенной.