Астрономи нарешті пояснили дивну фізику величезних примарних структур у космосі
Нове дослідження вирішило давні загадки гігантських радіодуг, які утворюються під час зіткнення скупчень галактик і простягаються на мільйони світлових років.
Під час зіткнень скупчень галактик залишаються величезні примарні дуги, які являють собою смуги розсіяного радіовипромінювання, що протираються на мільйони світлових років. Ці дивні структури, створені гігантськими ударними хвилями, що розганяють електрони до майже швидкості світла, називаються "радіорелікти". Досі фізику цих дивних структур пояснити було складно. Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише Space.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Раніше за допомогою космічних телескопів астрономи виявили, що дугоподібні структури мають магнітні поля, які набагато сильніші, ніж припускають моделі. Також було виявлено, що ударні хвилі, які їх створюють, що виникають під час зіткнення скупчень галактик, мають різну інтенсивність залежно від того, як їх вимірювати: за допомогою радіохвиль або рентгенівського випромінювання. При цьому вимірювання в рентгенівському діапазоні світла показували, що ударні хвилі занадто слабкі, щоб узагалі прискорити електрони, а отже взагалі неясно, яким чином могли бути створені "радіорелікти". Тепер астрофізики вирішили ці загадки.
Вчені використовували масштабне моделювання, щоб вивчити формування та еволюцію дивних структур. Астрофізики також створили моделювання зіткнень скупчень галактик протягом мільярдів років. Це допомогло зрозуміти незвичайну фізику радіодуг.
У дослідженні використали зіткнення двох масивних скупчень галактик, внаслідок чого виникли величезні дугоподібні ударні хвилі, що охоплюють майже 7 мільйонів світлових років.
Потім учені вивчили фізику взаємодії одиночної ударної хвилі з турбулентними околицями скупчень галактик. Вони моделювали, як електрони прискорюються на фронті ударної хвилі і яким буде радіовипромінювання.
Дослідження показало, що в міру того, як ударна хвиля рухається назовні через скупчення галактик, вона в кінцевому підсумку стикається з іншими ударними хвилями, створеними холодним газом у просторі між скупченнями галактик. Це призводить до стиснення газу в щільний шар, який стикається з більш дрібними газовими згустками, утворюючи космічний вихор. Він посилює магнітне поле і це відповідає спостереженням.
Також астрофізики з'ясували, що під час проходження ударної хвилі через щільні газові згустки певні ділянки фронту ударної хвилі різко посилюються і прискорюють електрони більш ефективно. Це краще можна побачити в радіодіапазоні, ніж за допомогою рентгенівських променів, що також відповідає спостереженням.
Ще вчені з'ясували, що насправді більшу частину радіовипромінювання створюють тільки найсильніші ділянки фронту ударної хвилі.
Як уже писав Фокус, астрономи виявили дуже молоду галактику, зірки в якій формуються з неймовірною швидкістю.
Також Фокус писав про те, що ще одне дослідження показало, якої шкоди людині може завдати зіткнення з маленькою чорною дірою з раннього Всесвіту.