Galaktilist filamenti tabas neutrontäht

Raadioteleskoopidega Linnutee keskme poole vaadates paljastuvad seal lugematud paisuvad supernoovajäänukid ning kümneid ja sadu valgusaastaid pikad filamendid, mis näevad teatud toonides välja otsekui peenikesed luud. Tegemist on võimsates magnetväljajoontes peaaegu valguse kiiruseni kiirendatud laetud osakeste (näiteks elektronide) poolt kiiratud raadiolainetega. See, et millest taolised tugevad magnetväljajooned tekivad ja miks nad just sellise kujuga on, on hetkel veel suuresti mõistatuseks. Parima kaarti neist on siiani valmistanud Lõuna-Aafrika Vabariigis asuv MeerKAT raadioteleskoop, mis koosneb 64-st individuaalsest antennist (diameeter 13,5m), mis töötavad kaheksa kilomeetrit laiale alale jagatult otsekui üks väga suur ja võimas teleskoop. Sellest kaardist kirjutasime mõni aastat tagasi siin: https://www.astromaania.ee/.../detailid-linnutee...

Juba toona jäi füüsikutele silma, et kõige pikem ja heledam selline filament, millele on hüüdnimeks antud Madu, on keskelt otsekui pooleks murtud. Tänaseks on meist umbes 26 tuhande valgusaasta kaugusel asuvat ja ligi 240 valgusaastat pikka Madu jäädvustatud veelgi suuremas lahutusvõimes MeerKAT-i raadioteleskoobi ja Chandra röntgenobservatooriumi abil ning leitud, et murde põhjustajaks on tõenäoliselt pulsar ehk neutrontäht. Neutrontähed on massiivse tähe kollapsi ja plahvatuse (supernoova) käigus tekkinud vaid paarikümne kilomeetri laiused aga Päikesest suurema massiga peaaegu täielikult neutronitest koosnev tähed, mis tekkimisel võivad pöörelda sadu kordi sekundis ning omada võimsat magnetvälja. Tihtipeale saavad need tekkimise käigus ka võimsa tõuke, mis saadab need väga suurel kiirusel tähtede vahele kihutama. Mõnede selliste saatuseks on aga Linnuteest igaveseks lahkuda, et rännata triljoneid aastaid galaktikatevahelistel tühermaadel.

Madu on ilmselt tabanud neutrontäht, mis liigub kiirusel kaks kuni kolm miljonit kilomeetrit tunnis (500-800 kilomeetrit sekundis). Selle magnetväli ongi see, mis filamendi kuju moonutab. Pulsari asukohas on fotol näha udust palli, mis on omakorda selle magnetvälja sattunud ja selle poolt suurtele kiirustele kiirendatud laetud osakeste raadio- ja röntgenkiirgus. Ilma selleta poleks meil lootustki 26 tuhande valgusaasta kauguselt Tallinna laiust neutrontähte näha.

Detailid Linnutee galaktika südamest

Nädalapäevad tagasi avaldati enneolematult detailne raadiomosaiik meie kodugalaktika keskme ümbrusest, millelt on näha nii arvukaid seniavastamata supernoovajäänukeid, kui ka sadu mõistatuslikke magnetfilamente, mille päritolu üle on teoreetilised füüsikud juba viimased 35 aastat kukalt kratsinud. 100 megapiksline kujutis, mis on meie silmadele nähtamatutest raadiolainetest tõlgitud nähtavateks, valmistati ühtekokku 200 tunnise vaatluse tulemusel Lõuna-Aafrika Vabariigis asuva MEERKAT raadioteleskoobiga, mis on tundlikum omasugune maailmas. See koosneb 64-st individuaalsest antennist (diameeter 13,5m), mis töötavad kaheksa kilomeetrit laiale alale jagatult otsekui üks väga suur ja võimas teleskoop. Kui nähtavaks valguseks kutsutud elektromagnetspektri vahemikku blokeerib tähtedevaheline tolm ja gaas, siis raadiolained pääsevad sellest segamatult läbi.

Raadiomosaiik, mille keskel on Linnutee südames asub supermassiivne must auk Sagittarius A*. Erinevad värvid tähistavad raadiokiirguse intensiivsust.

Suuremalt: https://apod.nasa.gov/.../MwCenter_MeerKATMunoz_7530.jpg
Teises värvigammas: https://www.sarao.ac.za/.../01_MeerKAT_GC_Galactic_Centre...

Lähivõte Sagittarius A* nimelise musta augu tihedast ümbrusest ja selle ümber voolavatest filamentidest.

Keskel üks supernoovajäänuk, sellest vasakul on tõenäoliselt sellest suurel kiirusel välja visatud kiiresti pöörlev neutrontäht ehk pulsar (hüüdnimega Hiir), mis on oma teele jätnud jälje otsekui merel sõitev laev. Paremal-ülal üks eriti võimas filament, mida kutsutakse Maoks.

20 erinevast vaatlusest kokku õmmeldud kujutis hõlmab (lõunapoolkera) taevas umbes 30 täiskuuketta suurust ala. Selle keskel on näha heledalt raadiokiirguses säramas umbes 4 miljoni Päikese massiga supermassiivset musta auku (või õigemini selle ümbrust), mida kutsutakse selles suunas asuva Amburi tähtkuju järgi Sagittarius A*. Nähtavas valguses meie jaoks alatiseks varjatud piirkond asub meist umbes 25 tuhande valgusaasta kaugusel. Võrdluseks asub lähim täht Proxima Centauri meist 4,3 valgusaasta kaugusel ning üks valgusaasta on üle 63 tuhande korra pikem vahemaa kui Maa ja Päikese omavaheline kaugus.

Mustast august paremal ja vasakul ehk peamiselt Linnutee tasandis on näha suuremaid ja väiksemaid (lähemal ja kaugemal) asuvaid ümaraid moodustisi, mis kujutavad endast ammuste võimsate supernoovade paisuvaid jäänukeid. Nende sadu ja tuhandeid kilomeetreid sekundis liikuvad lööklained, mis põrkuvad tähtedevahelise hõreda gaasiga, kannavad endaga kaasas raskeid elemente, mille olemasoluta elu ei saaks eksisteerida. Antud kujutiselt leiti kümneid uusi supernoovajäänukeid, millest igaühel on rääkida enda lugu. Neist üheks erilisemaks on harvaesinev peaaegu täiesti ümmargune supernoovajäänuk, mis avastati mosaiigi servast (all näeb seda lähemalt).

MEERKAT andmed kombineeritud Spitzeri kosmoseteleskoobi infrapunakiirguses tehtud jäädvustusega. Allikas: Judy Schmidt
@SpaceGeck

Kaugelt kõige huvitavamaks avastuseks on aga tuhatkond niitjat magnetfilamenti, mis paiknevad pildil peamiselt vertikaalselt. Kuigi neid on nähtud ka varem, pole neid varasemalt avastatud sellisel arvul ja resolutsioonis. Keskmiselt 150 valgusaastat pikad moodustised näivad esinevat tihtipeale paaris, grupis, ühes suunas ja võrdsete vahedega otsekui kosmilised kitarrikeeled. Tegemist on sisuliselt piirkondadega, kus magnetväli on ümbritsevast oluliselt tugevam ning kuhu sattunud ning peaaegu valguse kiirusele kiirendatud laetud osakesed (näiteks elektronid) liiguvad ning kiirgavad võimsates raadiolainetes. Nende tekke tagamaad on siiani segased, kuid värske vaatlus aitab füüsikutel kindlasti koostada uusi ja paremaid mudeleid, mis nende olemasolule võimalikke seletusi pakuks.