На большой дорожной карте вселенной шумные скопления галактик соединены длинными магистралями плазмы, ткащимися вокруг пустыни пустого пространства. Эти межпространственные дороги известны как нити, и они могут растягиваться на сотни миллионов световых лет, заполненные только пылью, газом и занятыми электронами, движущимися очень близко к универсальному ограничению скорости.
Даже при движении со скоростью, близкой к свету, частицы должны пройти лишь часть пути вниз по одной из этих нитей, прежде чем истечет сок и разрушится. Однако команда астрономов, патрулирующих нить между двумя медленно сталкивающимися скоплениями галактик, обнаружила поток электронов, который не соблюдает эти правила дорожного движения. В газовой нити между скоплениями галактик Abell 0399 и Abell 0401 исследователи обнаружили огромный мост радиоволновых излучений, созданный заряженными частицами, которые просачиваются по дороге длиной в 10 миллионов световых лет гораздо дольше, чем должно быть. физически возможно
Источником этого нарушения космического движения, согласно новому исследованию, опубликованному 7 июня в журнале «Наука», может быть слабое, но турбулентное магнитное поле, простирающееся от одного скопления галактики к другому, обеспечивающее загадочный ускоритель частиц, который пинает электроны в 10 раз дальше, чем они обычно могут путешествовать.
По словам ведущего автора исследования Федерики Говони, исследователя из Итальянского национального института астрофизики, это первый случай, когда магнитное поле наблюдается сквозь галактическую нить, и может потребовать некоторого переосмысления того, как частицы ускоряются на невероятно больших расстояниях. ,
«Это очень слабое магнитное поле, примерно в 1 миллион раз больше земного», - сказал Говони в видео, сопровождающем исследование. Тем не менее, она и ее коллеги писали в статье, что она все еще может быть достаточно сильной, чтобы излучать ударные волны, способные повторно ускорять быстро движущиеся частицы на невероятные длины при их замедлении - эффективно создавая супермагистраль электронов.
Мост между гигантами
Расположенные на расстоянии около 1 миллиарда световых лет от Земли, Абелл 0399 и Абелл 0401 представляют собой соседние скопления галактик - группы из сотен или тысяч галактик, гравитационно связанных друг с другом, представляющих некоторые из самых массивных объектов во Вселенной. Через несколько миллиардов лет два больших скопления, вероятно, столкнутся; на данный момент они находятся на расстоянии около 10 миллионов световых лет друг от друга и связаны вышеупомянутой магистралью плазмы.
В предыдущем исследовании Говони и ее коллеги обнаружили, что каждый из двух кластеров создает магнитное поле, изобилующее радиоволнами. В своей новой работе исследователи хотели выяснить, распространяется ли это поле в пространство за пределы двух массивных объектов - и, в частности, может ли оно спускаться по огромной плазменной нити между ними.
Используя сеть телескопов, называемых низкочастотным массивом (LOFAR), исследователи увидели длинный «гребень» радиоизлучений, четко соединяющий один кластер с другим.
«Это излучение требует наличия релятивистских электронов и магнитного поля, расположенного в филаменте между двумя скоплениями галактик», - пишут авторы исследования. Поскольку между кластерами не было никаких других очевидных радиоисточников, команда пришла к выводу, что гребень, скорее всего, является продолжением магнитных полей и высокоскоростных взаимодействий частиц, происходящих внутри кластеров.
Проведя некоторые компьютерные симуляции, команда обнаружила, что даже относительно слабое магнитное поле (такое как это) может создавать ударные волны, достаточно сильные для повторного ускорения высокоскоростных электронов, которые замедлились, и удерживают их на короткой длине нити накала. Однако это только одно возможное объяснение феномена, который, по мнению исследователей, все еще остается большой загадкой. К счастью, ученым все еще есть несколько миллиардов лет, чтобы решить это.
