26.10.2022
Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ), Физического
института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Крымской астрофизической
обсерватории посмотрели на Млечный Путь из далеких галактик. В этом им помогли
квазары — маяки Вселенной — одни из самых ярких объектов в космосе, которые
находятся в миллиардах световых лет от Земли. Работа опубликована в журнале
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Невозможно увидеть полную структуру нашей Галактики с Земли, поскольку мы
находится внутри нее. Нужны «фотографии» Млечного Пути «снаружи». В качестве
таких «фотографий» астрофизики используют радиоизображения, получаемые от
далеких галактик. На эти изображения оказывают влияние облака пыли и газа,
заполняющие все пространство между звездами в нашей Галактике. Проходя сквозь
них, радиоизлучение рассеивается, а изображения «размазываются». Но: «кто нам
мешает, тот нам поможет», решили российские ученые и сформировали наиболее
полную на сегодняшний день карту распределения крупномасштабных рассеивающих
экранов в межзвездной среде Галактики. В этом им помогли далекие квазары.
«Наша задача заключалась в том, чтобы исследовать, насколько сильным является
рассеяние радиоволн в различных направлениях на небе, и построить первую
детальную карту пространственного распределения таких областей — мощных
рассеивающих экранов Млечного Пути», — рассказал об исследовании Александр
Пушкарев, профессор РАН, ведущий научный сотрудник Крымской астрофизической
обсерватории и ФИАН.
Межзвездная среда может обладать высокой турбулентностью, вызванной взрывными
процессами в результате эволюции звезд в Галактике, а также влиянию космических
лучей. Прохождение радиоволн через турбулентную плазму приводит к рассеянию
излучения и, как следствие, к искажению изображения источника. Изучение эффектов
рассеяния радиоволн позволяет восстанавливать истинное изображение далеких
космических объектов.
«В нашей работе мы показали, что рассеивающие экраны концентрируются к
плоскости Галактики в направлениях на ее центр, а также области вспышек
сверхновых — сильнейших взрывов на финальных стадиях звездной эволюции», —
пояснила Татьяна Корюкова, аспирантка ФИАН.
Рисунок 1. Карта распределения турбулентных плазменных экранов Галактики,
рассеивающих радиоизлучение квазаров. Красный цвет соответствует сильному, а
темно-синий — слабому рассеянию.
В качестве просвечивающих маяков традиционно использовали пульсары нашей
звездной системы из-за их крайне малых размеров, всего около 10 км в диаметре. Но
квазары более многочисленны, и вдобавок их излучение проходит через всю глубину
Галактики.
«Астрономам всегда интересно понять, как распределено вещество в нашей
Галактике Млечный Путь, и мы здесь просвечиваем его с помощью далеких маяков —
ядер других галактик. По тому, как меняется их излучение, мы понимаем состав и
расположение межзвездной среды, и это позволяет нам изучить наш космический
дом еще лучше», — отметил Александр Плавин, научный сотрудник лаборатории
фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной
МФТИ.
Таким образом, исследование имеет важное прикладное значение: новая детальная
карта мощности галактического рассеяния позволит ученым учитывать этот эффект
для широкого круга задач современной астрофизики.
«Я добавлю один конкретный пример, который у многих на слуху, — тень черной
дыры, тот самый “оранжевый бублик” в центре нашей Галактики, который
астрофизики обнародовали в конце мая 2022 года. Расстояние до этой черной дыры
27 тыс световых лет, ее масса — примерно 4 млн масс Солнца. Почему же
астрономам понадобились годы на восстановление этой картинки? Как это ни
печально, черная дыра спрятана от наблюдателей очень плотным облаком
межзвездной плазмы; астрономы долгие долгие годы видели там только размытое
пятно. Для того чтобы хоть что-то разглядеть, им пришлось сильно потрудиться и
провести наблюдения на очень короткой волне: 1,3 мм», — подытожил Юрий
Ковалев, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник МФТИ и ФИАН.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проекта РНФ 21-12-
00241).
Нет комментариев