Галактика-штопор: изогнутый джет как ключ к магнитным полям ✛ ✎

Оригинал: "Helical radio jets as probes of magnetised cluster environments: Periodic Faraday Rotation Revealed in the Corkscrew Galaxy by POSSUM"
arXiv:2607.02665v1 · 2026-07-02 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Извивы радиоджета далёкой галактики помогли учёным разделить её собственное магнитное поле и поле окружающей среды.

В далёкой галактике, которую прозвали «Галактикой-штопор», из центра бьёт мощный поток частиц — радиоджет. Он не прямой, а извивается, словно гибкий садовый шланг под напором воды. Эта галактика, как и все далёкие объекты, удаляется от нас из-за расширения Вселенной, что первым заметил Эдвин Хаббл. Джет испускает радиоволны, и их поляризация — направление, в котором колеблется свет, — реагирует на магнитные поля по пути. Лёгкая ленточка, привязанная к садовому шлангу, поворачивается под ветром. Здесь поляризация поворачивается под действием магнитных полей, словно флюгер.

Фарадеевское вращение — это эффект, когда магнитное поле заставляет плоскость поляризации радиоволн медленно поворачиваться.

Астрономы построили карту фарадеевского вращения — так называют этот поворот — вдоль всего джета. Оказалось, что поворот колеблется с той же периодичностью, что и изгибы самого джета! В восточной части поворот точно следует за изгибами — значит, магнитное поле живёт в самом джете или его оболочке. А вот в западной части связь слабая, и там властвует магнитное поле межгалактической среды — горячего газа, который заполняет скопление галактик. Этот газ состоит в основном из водорода и гелия, его масса, которую иногда измеряют через гравитационное линзирование, гораздо больше массы самих галактик, и часть этой массы составляет невидимая тёмная материя — загадочное вещество, открытое Фрицем Цвикки.

Скопления галактик — самые большие устойчивые структуры в нашей Вселенной. Их невидимые магнитные поля влияют на то, как в них движется и нагревается газ, увеличивая меру беспорядка, или энтропию.

Этот метод напоминает использование изгибов реки для измерения скрытого подземного течения. Спиральный джет работает как природный зонд, позволяя разделить, где чьё магнитное поле. Такие наблюдения стали возможны благодаря радиотелескопу ASKAP, который фиксирует малейшие повороты поляризации. Эти повороты зависят от свойств газа и магнитного поля, и при расчётах всегда учитывают постоянную скорость света, открытие которой связано с работами Джеймса Максвелла. Учёные надеются, что в будущем, с запуском гигантского радиотелескопа SKA, они смогут найти много таких «штопоров» и составить подробную карту магнитных полей по всей Вселенной. Это поможет лучше понять, как растут скопления, как в них зажигаются новые галактики, и какую роль играют чёрные дыры в их центрах.

Эта галактика получила прозвище «Галактика-штопор» не случайно: её радиоджет закручен, как винтовая нарезка, и тянется на сотни тысяч световых лет.

\mathrm{RM} = 0.812 \int_0^L n_e(s) B_\parallel(s) \, ds \quad \mathrm{[rad\,m^{-2}]}
RM (рад/м²) пропорциональна интегралу от концентрации свободных электронов (см⁻³) и продольной компоненты магнитного поля (мкГаусс) вдоль луча зрения.
B_\parallel \simeq \frac{\mathrm{RM}}{0.812\, n_e \sqrt{L\,l}}
Для ячеистого поля с длиной когерентности l вклад в RM складывается как случайное блуждание, что позволяет оценить B∥.
Учёные
Jacob BekensteinStephen HawkingFritz ZwickyBernhard RiemannJoseph WeberKarl Schwarzschild
Понятия
магнитная сигнатура джета мера вращения аскап радиогалактика вращающийся радиотранзиент сейфертовская галактика