Филаменты центра Галактики — протяжённые нитевидные структуры, излучающие в радиодиапазоне; расположены в центральной области Млечного Пути и, предположительно, ряда других галактик. Их происхождение окончательно не установлено. Выделяют вертикальные и горизонтальные филаменты, ориентированные соответственно перпендикулярно и параллельно плоскости Галактики. Вертикальные филаменты отходят от центральной области Галактики и могут достигать длины около 150 световых лет, тогда как горизонтальные значительно короче — обычно от 5 до 10 световых лет.
Вертикальные филаменты обладают сильными магнитными полями и являются источниками синхротронного излучения, возникающего при движении релятивистских заряженных частиц в магнитном поле. Несмотря на существование нескольких моделей, источник этих частиц пока остаётся неизвестным. Горизонтальные филаменты, напротив, излучают преимущественно тепловое радиоизлучение и, вероятно, связаны с движением нагретого газа в молекулярных облаках. Согласно одной из современных гипотез, они формируются при взаимодействии потоков вещества, истекающих из области Стрелец A* — сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути, — с вертикальными филаментами и окружающими горячие звёзды областями H II.
По состоянию на 2023 год известно лишь несколько сотен горизонтальных филаментов, что значительно меньше числа обнаруженных вертикальных. Вертикальные филаменты были открыты в 1984 году, тогда как горизонтальные впервые обнаружены в 2023 году.
Вертикальные филаменты часто образуют пары и группы, располагаясь почти параллельно друг другу через приблизительно равные промежутки. Такое расположение напоминает струны арфы. По состоянию на 2022 год причины формирования подобных упорядоченных структур и их регулярного расположения оставались неизвестными.
Анализ кривых вращения галактик также указывает на возможное существование вертикальных гравитирующих филаментов неясной природы в центральных областях ряда других галактик. Предполагается, что такие структуры могут присутствовать, в частности, в галактиках NGC 2841, NGC 2998, NGC 3726, NGC 5371, NGC 5585, NGC 5907, UGC 2885 и M109.
История изучения
Эти объекты, прежде всего вертикальные филаменты, были впервые обнаружены в 1984 году Фархадом Юсеф-Заде и его коллегами. Открытие оказалось неожиданным: первоначально исследователи предполагали, что наблюдаемые структуры могут быть артефактами радионаблюдений. Однако последующие наблюдения, выполненные независимыми научными группами на разных длинах волн, подтвердили их реальное существование.
Поскольку первые обнаруженные филаменты были ориентированы почти перпендикулярно плоскости Галактики, ранние гипотезы связывали их происхождение с глобальным магнитным полем Млечного Пути, которое в центральной области имеет аналогичную ориентацию. К 1996 году было предложено несколько моделей их происхождения. Одна из наиболее необычных гипотез рассматривала филаменты как проявления космических струн, однако она столкнулась с рядом серьёзных трудностей, включая отсутствие ожидаемых колебаний струн и наблюдаемое расщепление некоторых филаментов.
К 2004 году были обнаружены более слабые филаменты, не ориентированные перпендикулярно плоскости Галактики. Сначала считалось, что их направления распределены случайным образом, что создавало дополнительные трудности для моделей, объяснявших происхождение филаментов исключительно влиянием крупномасштабного магнитного поля Галактики. Впоследствии было установлено, что радиоизлучение вертикальных филаментов имеет синхротронную природу и создаётся релятивистскими заряженными частицами, движущимися в магнитном поле со скоростями, близкими к скорости света.
Существенный прогресс в изучении галактических филаментов был достигнут после публикации в феврале 2022 года результатов детального радиокартирования центра Млечного Пути, выполненного с помощью радиотелескопа MeerKAT. Новые наблюдения увеличили число известных филаментов примерно в десять раз, что впервые позволило провести их статистический анализ.
В июне 2023 года Фархад Юсеф-Заде и его коллеги сообщили об открытии нового класса объектов — горизонтальных филаментов. Исследователи обратили внимание, что многие из этих структур на радиокартах ориентированы радиально по отношению к центру Галактики. Последующий статистический анализ показал, что такая ориентация не является случайной и свидетельствует о существовании ранее неизвестной популяции галактических филаментов.
Примечания
Категория:Астрономические радиоисточники Категория:Млечный Путь Категория:Астрономические объекты, открытые в 1984 году Категория:Астрономические объекты, открытые в 2023 году