Astronomové objevili nový nebeský objekt, kompaktní rádiový maják, který se nachází v Galaxy NGS 4945, asi 12 milionů světelných let. Jeho světlo je polarizováno na téměř nemožné úrovni, která naznačuje dokonale zarovnané magnetické pole. Objekt byl přezdíván „punctum“; Je to signál tak čistý a přesný, že vyniká jako paprsek majáku, který prořízne mlhou.
In a groundbreaking new study, astronomers at Instituto de Estudios Astrofísicos at the Universidad Diego Portales in Chile first spotted the new celestial object using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), during Band 3 observations (92-104 GHz) of the starburst galaxy NGC 4945. At the time, researchers were observing the bright, active core of the Galaxie, když narazili na něco neočekávaného.
Místo známého pulzujícího srdečního rytmu typického pulsaru tento zdroj vyzařoval stabilní rádiový signál, neobvykle kompaktní a vysoce polarizovaný. Kombinace, která se úhledně nezapadá do žádné známé kategorie kosmických objektů. Tým to daboval punctum, latinu pro „bod“, protože vyniká jako špendlík nemožného řádu proti chaosu galaxie.
„Žádný z těchto známých typů neodpovídá přesné kombinaci nemovitostí,“ řekla Dr. Elena Shablovinskaia, hlavní autorka The Discovery, v e -mailu pro Nový Atlas. „V této fázi tedy efektivně hledáme“ pod lamp „známých objektů a zároveň si udržujeme otevřenou mysl o něčem novém.“
Za normálních okolností se světlo rozptyluje chaoticky, když cestuje vesmírem, přičemž elektrická a magnetická pole vibruje náhodnými směry. Polarizace dochází, když se tyto vibrace zarovná v jednom směru, což je něco, co se obvykle vyskytuje pouze za velmi specifických podmínek, například když světlo prochází jednotným magnetickým polem.
„Asi 50% lineární polarizace při ~ 100 GHz je mimořádná,“ vysvětlil Dr. Shablovinskaia Nový Atlas„Protože ve většině kosmických zdrojů pochází světlo, které detekujeme, z mnoha oblastí s různými magnetickými směry, a tak polarizace průměruje. Taková vysoká frakce znamená, že záření, které vidíme, pochází z objemu, kde je magnetické pole pozoruhodně jednotné a že účinky, které normálně rozmazávají nebo rotují polarizaci, jsou při těchto vlnových délkách slabé.“
Chcete -li tuto mimořádnou polarizaci uvést do perspektivy, pomyslete na vlny, které se valí přes oceán. Normálně rozptylují, rozbijí nebo se krouží různými směry pod tlakem a tahem hornin, útesů a posunu větrů. PUNCTUMovo světlo se však chová jako nekonečný soubor vln zasáhl pobřeží a nikdy neztratil formaci. Z kosmického hlediska to znamená, že magnetická pole vedená světlo jsou neobvykle rovná. Tam, kde se většina polí chaoticky krouží a vyšplhává signál, jsou pole punctum vysoce zarovnaná.
A pro vzdálený zdroj rádia není udržování 50% ± 14% polarizace jen pozoruhodné – přistupuje k teoretickému maximálnímu očekávanému pro synchrotronovou emisi v dokonale jednotném magnetickém poli (asi 70%). Znamená to, že prostředí punctum je mimořádně nařízeno. Tato úroveň struktury ukazuje buď na vysoce stabilní magnetické pole nebo na neobvyklý emisní mechanismus, možná spojený s extrémními astrofyzikálními motory, jako jsou magnetary.
Doposud nebyl vidět žádný rentgenový protějšek s rentgenovou observatorou Chandra v Chandra a žádný zdroj CM-Radio s kompaktním polem Australia Telescope Compact (ATCA), čímž se punctum stal účinně neviditelným na těchto vlnových délkách.
Co by tedy mohlo být punctum?
Jedna hypotéza je, že to může být mladý, energický pulsar, jehož paprsek je neobvykle stabilní. Ale jeho nedostatek charakteristického srdečního rytmu pulsu tuto myšlenku zpochybňuje. Další možností je, že se jedná o magnetar – vzácný typ neutronové hvězdy s magnetickým polem biliony časů silnější než Země – zachycený v neobvyklém emisním stavu.
„Ze známých tříd jsou nejpravděpodobnějšími možnostmi mladý, vysoce magnetizovaný systém zbytku supernovy nebo neutronů (například magnetar) nebo extrémní fáze masivní magnetické hvězdy,“ řekl Shablovinskaia. „Jinými slovy, očekáváme objekt související s hvězdami se silným, objednaným polem-neutronové hvězdy, zbytky mladých supernových a magnetické masivní hvězdy jsou katalogem zjevných kandidátů.“
Jinými slovy, punctum se nechová jako jeden z jeho známějších bratranců, a to je přesně to, co je tak zajímavé.
Ať už je jeho skutečná povaha, polarizace punctumu je mnohem víc než jen jednoduchá zvědavost. Studiem toho, jak se polarizace světla mění, jak prochází mezihvězdným prostorem, mohou astronomové zmapovat jinak neviditelná magnetická pole, která ničí strukturu prostoru.
„I když punctum není zcela novou třídou, již ukazuje něco nového: kompaktní, vysoce polarizované milimetrové zdroje mohou existovat v prašných, hvězdných tvorbě a být neviditelná při optických, rentgenových nebo rádiových vlnových délkách,“ řekl Dr. Shablovinskaia.
“That matters because millimeter polarimetry gives us a direct look at magnetic fields deep inside starburst regions – and magnetic fields strongly influence how stars form, how gas is moved around, and how energy is released into the surrounding medium. If there is a hidden population of such objects, we may be missing an important piece of energetic activity in galactic centers; finding more would change how we think about magnetic energy and its role in the life of galaxies.”
Pokud lze nalézt více objektů, jako je punctum, mohly by se stát ukazatelem nového druhu galaktické kartografie, odhalit struktury, které nemůžeme vidět s optickými dalekohledy. Tento potenciál závisí na neznámém klíči: je punctum jedinečným nebo prvním z mnoha?
Následná pozorování, která pomáhají odpovědět na tyto otázky, již probíhají.
„Potřebujeme koordinované sledování více vlnových délek,“ vysvětlil Shablovinskaia. Poukazuje na alma polarimetrii s vysokým rozlišením, velmi dlouhou základní interferometrii, citlivé rádiové zobrazování a dokonce i infračervené vyhledávání JWST jako kritické další kroky.
„Společně,“ poznamenala, „tato pozorování nám poskytne velikost, spektrum, polarizační chování a protějšky IR/rádia – diagnostika potřebná k určení, zda je punctum magnetar, mladý zbytek supernovy, magnetickou hvězdu nebo něco jiného.“
Pokud budoucí pozorování odhalí variabilitu, mohla by to ukazovat na pulsar nebo rotující neutronovou hvězdu. Pokud však stále zůstává stabilní, může signalizovat něco ještě neobvyklejšího.
Prozatím, punctum sedí jako jasný otazník na obloze. Jeho čistý, neochvějný signál nabízí jak nadějné vodítko, tak výzvu k pochopení toho, jak je postaven magnetická kostra vesmíru. Stejně jako kompasová jehla odhaluje magnetické pole Země, punctum může být první z mnoha kosmických majáků, které ukazují na nové způsoby mapování neviditelných sil, které formují galaxie.
Studie týmu je k dispozici jako předvolek na ARXIV před zveřejněním v časopise Astronomie a astrofyzika.
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
