Négy évtizeddel ezelőtt rádiócsillagászati megfigyelések során derült fény a Tejútrendszer központjában lévő rejtélyes mágneses szálak létezésére. Ezek kaotikus szálak, amelyek oda-vissza kanyarognak a galaktikus síkon. A csillagászok azóta több elmélettel is előálltak a szálak eredetére vonatkozóan, de biztosat még mindig nem tudunk.
Most olyan egyedi körülmények álltak elő, amelyek új perspektívát nyújtanak: a csillagászok nemrég felfedezték, hogy egy pulzár másodpercenkénti 500 és 1000 kilométer közötti sebességgel fúródott át az egyik különösen hosszú szálon. Farhad Yusef-Zadeh (Northwestern University) és munkatársai a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című lapban számoltak be a felfedezésről.
Szokatlan, hullámzó formája miatt (mivel a legtöbb anyagszál nyílegyenesen fut) a Kígyó (Snake) becenevet viselő szál 230 fényév hosszú, ugyanakkor csupán 1 fényév vastag. A szálat ionizált hidrogéngáz alkotja, amelyet erős mágneses tér tart egyben. Egy pulzár azonban véletlenül épp áthaladt rajta, és megpendítette, mint egy gitárhúrt. Az esemény által keltett rezgés végighaladt a szál mentén.
A kutatók az új-mexikói Karl G. Jansky antennarendszer és a dél-afrikai MeerKAT rádiótávcső adatait összevetették a Chandra-röntgenobszervatórium archív felvételeivel. Észrevették, hogy a Kígyó egyik hullámának közelében van egy égitest, amely nemcsak rádió-, de röntgensugárzást is kibocsát. Ez arra utal, hogy egy gyorsan mozgó pulzárral van dolgunk. A pulzár valószínűleg a születésekor indult útnak: a nagy tömegű csillagok gyakran aszimmetrikus robbanásban veszítik életüket, és a létrejövő újszülött pulzár akkora lökést kap, hogy teljesen eltávolodik a rendszertől, amelyben született.
A rádiócsillagászati felvételek elég részletgazdagok ahhoz, hogy megmutassák a pulzárt körülvevő üstökösszerű alakzatot: az égitest körül örvénylő töltött részecskéket, amelyek olyan, elöl összenyomódó, hátul hosszú farokká nyúló alakzatban haladnak, hogy távolról üstökösnek is nézhetnénk. A röntgentartományban készült felvételek nem ilyen részletesek, mert még a Chandra éles szemével is nehéz a rövidebb hullámhosszon nagy felbontást elérni. A röntgenkép azonban így is kirajzolja az üstökösszerű formát.
A csillagászok véletlenül épp egy szerencsés időpontban kapták el a pulzárt, és elképzelhető, hogy a mágneses szálak eredettörténetét látjuk. A kutatók egy ilyen, korábban már felvetett forgatókönyvről írnak, amely szerint azok a pulzárok, amelyeket utazásuk során töltött részecskék követnek, talán egy már létező mágneses struktúrából táplálkoznak. Úgy gondolják, hogy a jövőbeni rádió- és röntgenmegfigyelések „betekintést nyújtanának a galaxisközpont legfigyelemreméltóbb rádiószálának eredetébe” – írják.
Mégis nehéz dűlőre jutni. Egy másik kutatócsoport tagjai, Gopal-Krishna (Tata Institute of Fundamental Research, India) és Peter Biermann (Max Planck Institute for Radio Astronomy) úgy gondolják, hogy bármennyire is szokatlanok a Kígyó görbületei, nem biztos, hogy a közeli pulzár okozta őket. Ők inkább a Kígyó alakja és forgó fekete lyukak által kibocsátott plazmasugarak között látnak hasonlóságokat, és rámutatnak, hogy a távoli galaxisok központjában lévő szupernagy tömegű fekete lyukak által kibocsátott sugárnyalábok rendelkeznek hasonló kanyarulatokkal. (https://arxiv.org/html/2403.11290v2)
„A forgó fekete lyukak által kibocsátott sugárnyalábok elektromos áram hatására hengeres szálakká alakulhatnak át.” – magyarázza Biermann. „Ha a forrás (azaz a fekete lyuk) elmozdul a sugárnyalábokhoz képest, akkor a szálak elgörbülhetnek.” Azt azonban elismeri, hogy kvantitatív vizsgálatokra van szükség annak megállapításához, hogy ez az alternatív forgatókönyv magyarázza-e a Tejútrendszerben található hurkokat.
A Kígyó melletti pulzár fontos nyomot ad a szál eredetéről, de a Tejútrendszer mágneses szálainak 40 éves rejtélye továbbra is megoldatlan.
Forrás: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/pulsar-punched-through-a-mysterious-magnetic-thread/
A felfedezést ismertető szakcikk: https://academic.oup.com/mnras/article/530/1/254/7613950
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet