Галактика-штопор: изогнутый джет как ключ к магнитным полям
В центре далёкой галактики скрывается «космический штопор» — закрученная струя плазмы. Астрономы заметили, что радиоволны, проходя сквозь эту спираль, слегка меняют поляризацию (направление колебаний) с определённым ритмом, словно эхо в извилистом коридоре. Это позволяет понять, где именно в струе или вокруг неё сосредоточено магнитное поле. Может ли такой штопор стать инструментом для исследования невидимых магнитных полей целых скоплений галактик?
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.
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.
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.