З Землі наша галактика здається майже нерухомою. Зірки ледь помітно змінюють своє положення, а Чумацький Шлях повільно «пливе» нічним небом, створюючи відчуття спокою й стабільності. Але це ілюзія. Насправді галактика постійно перебуває під напругою: газ рухається, пил закручується, а різні сили щосекунди працюють над тим, щоб вона не розвалилася.
Одна з найважливіших таких сил — невидима. Це магнітне поле Чумацького Шляху, яке допомагає галактиці зберігати форму та еволюціонувати протягом мільярдів років.
Невидимий каркас галактики
Астрономи давно знали, що магнітне поле в галактиці існує. Без нього міжзоряний газ і пил просто обвалилися б усередину під дією гравітації, і Чумацький Шлях не виглядав би так, як сьогодні. Проте довгий час залишалося загадкою, якої саме форми це поле, як воно простягається через галактику і як змінюється з часом.
Тепер ця картина нарешті починає прояснюватися.
Команда дослідників під керівництвом докторки Джо-Енн Браун з Університету Калгарі взялася за масштабне завдання — створити детальну карту магнітного поля Чумацького Шляху в північній частині неба.
«Якщо ми хочемо передбачати, як галактика змінюватиметься в майбутньому, ми повинні точно знати, яким є її магнітне поле зараз», — пояснює Браун.
Результатом стали дві наукові роботи, нова модель еволюції галактичного магнітного поля та, що не менш важливо, відкритий набір даних, яким зможуть користуватися астрономи по всьому світу.
Як “слухають” галактику
Щоб «побачити» те, що неможливо побачити очима, вчені скористалися радіохвилями. Для цього вони використали новий радіотелескоп в Домініонській радіоастрофізичній обсерваторії в Канаді.
Телескоп сканує небо одразу на багатьох радіочастотах. Такий підхід дозволяє вловлювати надзвичайно тонкі зміни сигналу, які виникають, коли радіохвилі проходять крізь магнітні поля та заряджені частинки в космосі.
Дані були зібрані в межах проєкту GMIMS — глобального огляду магнітно-іонного середовища галактики. У підсумку вчені отримали один із найдетальніших «портретів» магнітного оточення Чумацького Шляху за всю історію спостережень.
Ефект, який видає таємницю
Ключем до цього дослідження став ефект, відомий як обертання Фарадея. Якщо спростити, радіохвилі змінюють свої властивості, проходячи крізь магнітне поле, наповнене електронами.
«Це схоже на те, як соломинка у склянці з водою здається зігнутою, — пояснюють дослідники. — Тільки замість світла тут радіохвилі, а замість води — магнітні поля та заряджені частинки в космосі».
Відстежуючи ці зміни по всьому небу, команда змогла визначити напрям і структуру магнітного поля галактики.
Дивний “переворот” у рукаві Стрільця
Найбільшим сюрпризом стало те, що відбувається в одному з рукавів Чумацького Шляху — рукаві Стрільця.
У загальному вигляді, якщо дивитися на галактику «згори», її магнітне поле закручується за годинниковою стрілкою. Але в цьому рукаві напрямок раптово змінюється — на протилежний.
Ще дивніше те, як саме відбувається цей перехід. Замість чіткої межі вчені виявили діагональний переворот, який проходить під кутом крізь галактику. Це показало, що магнітна структура Чумацького Шляху значно складніша, ніж вважалося раніше.
На основі цих даних дослідники створили нову тривимірну модель, яка пояснює, як виглядає цей «перелом» магнітного поля з нашої точки зору — із Землі.
Чому це відкриття важливе
Магнітні поля непомітні, але вони відіграють ключову роль у житті галактик. Вони спрямовують рух газу, впливають на народження зірок і визначають, як галактики змінюються з мільйонами років. Докладна карта магнітного поля Чумацького Шляху — це своєрідна відправна точка для майбутніх досліджень, зокрема й тих, що виходять далеко за межі нашої галактики.
Те, що здається порожнім космосом, насправді наповнене прихованими структурами й силами. Завдяки цій роботі невидимий «каркас», який утримує Чумацький Шлях разом, перестає бути лише теорією — тепер його можна вивчати, перевіряти й використовувати для нових відкриттів у космічному майбутньому.
