Astronomisch Nieuws

MeerKAT radiotelescoop ziet bijna 1000 filamenten in het centrum van de Melkweg

Een nieuwe opname, gemaakt met de MeerKAT radiotelescoop in Kaapstad, Zuid-Afrika toont bijna 1000 gemagnetiseerde filamenten in het centrum van de Melkweg.

Filamenten in het centrum van de Melkweg
Een afbeelding van de spectrale index van radio-emitterende filamenten in het centrum van ons Melkwegstelsel. Credit: Yusef-Zadeh et al., doi: 10.3847/2041-8213/ac4802.

De filamenten zenden radiostraling uit en het zijn eendimensionale magnetische structuren tot wel 150 lichtjaar lang. Ze komen voor in paren en groepen, vaak gestapeld op gelijke afstanden van elkaar, als snaren van een harp.

Ze werden voor het eerst gevonden in het begin van de jaren ’80 door een team astronomen onder leiding van professor Farhad Yusef-Zadeh van de Northwestern universiteit in Illinois, Verenigde Staten.

Die waarnemingen toonden lineaire magnetische structuren die voornamelijk haaks op het galactisch vlak staan. Hun morfologie was uniek en anders dan de schil-achtige of jet-achtige niet-thermische radiocontinuümbronnen die waren waargenomen.

Het was de eerste aanwijzing dat er energetische activiteit in de kern van ons Melkwegstelsel voorkomt die relativistische deeltjes produceert langs rechte filamenten zonder duidelijke bron van versnelling.

De nieuwe MeerKAT-opnames tonen 10 keer meer van dergelijke structuren dan voorheen bekend en dat maakt het voor het eerst mogelijk dat astronomen statistisch onderzoek kunnen los laten op een grote populatie filamenten.

Volgens professor Yusef-Zadeh zijn individuele filamenten lange tijd met een bijziende blik bestudeerd. Nu ziet men eindelijk het grote plaatje – een panoramisch beeld gevuld met een overvloed aan filamenten. Het onderzoeken van alleen een paar filamenten maakt het moeilijk om een echte conclusie te trekken over wat ze zijn en waar ze vandaan komen. Volgens de astronomen is dit een keerpunt in het vergroten van hun kennis van deze structuren.

Filamenten in het centrum van de Melkweg
De nieuwe MeerKAT-afbeelding van het centrum van ons Melkwegstelsel wordt getoond met het galactische vlak horizontaal over de afbeelding. Veel nieuwe en eerder bekende radiobronnen zijn duidelijk zichtbaar, waaronder restanten van supernova’s, compacte stervormingsgebieden en grote populaties mysterieuze filamenten. De brede structuur die verticaal door de afbeelding loopt is het binnenste deel van de radiobellen, die een doorsnede van 1400 lichtjaar in het centrum van de Melkweg beslaan. Kleuren geven heldere radiostraling weer, terwijl zwakkere emissies in grijstinten zijn weergegeven. Credit: I. Heywood, SARAO.

In hun onderzoek onderzochten de onderzoekers de magnetische velden van de filamenten en de rol van kosmische straling bij het verlichten van deze velden. Ze ontdekten dat de filamenten waarschijnlijk verband houden met eerdere activiteit van het superzware zwarte gat van de Melkweg en niet met gecoördineerde uitbarstingen van supernova’s.

De filamenten zouden ook verband kunnen houden met enorme, radiostraling emitterende bellen die in 2019 door het team werden gevonden.

En hoewel ze al wisten dat de filamenten gemagnetiseerd zijn kunnen ze nu zeggen dat magnetische velden langs de filamenten worden versterkt. Dit is een primaire eigenschap die door alle filamenten wordt gedeeld.

Het is voor het eerst dat astronomen de statistische kenmerken van de filamenten hebben kunnen bestuderen. Door de statistieken te bestuderen kunnen ze meer te weten komen over de eigenschappen van deze ongebruikelijke bronnen.

De onderzoekers zijn vooral verbaasd over hoe gestructureerd de filamenten verschijnen. Filamenten die in groepen voorkomen zijn op volkomen gelijke afstanden van elkaar gescheiden – op ongeveer de afstand tussen de Aarde en de Zon.

Ze lijken bijna op de normale afstand in zonnelussen. Men weet nog niet waarom ze in groepen voorkomen en astronomen begrijpen ook nog niet hoe ze uit elkaar gaan en waarom er een regelmatige afstand tussen de filamenten is. Telkens als ze een vraag beantwoorden duiken er meerdere nieuwe vragen op, aldus professor Yusef-Zadeh.

De wetenschappers weten ook nog steeds niet of de filamenten in de loop van de tijd bewegen of veranderen of waardoor de elektronen met zulke ongelooflijke snelheden versnellen.

“Hoe versnel je elektronen tot bijna de lichtsnelheid? Een idee is dat er enkele bronnen aan het einde van deze filamenten zijn die deze deeltjes versnellen,” aldus professor Yusef-Zadeh.

Het artikel van het onderzoeksteam is in de Astrophysical Journal Letters gepubliceerd.

Artikel: F. Yusef-Zadeh et al. 2022. Statistical Properties of the Population of the Galactic Center Filaments: the Spectral Index and Equipartition Magnetic Field. ApJL 925, L18; doi: 10.3847/2041-8213/ac4802

Eerste publicatie: 6 februari 2022
Bron: Sci-News