Радиопортрет Галактики: Учёные создали самую детальную карту Млечного Пути в новых «цветах»

Млечный Путь, который мы видим как светящуюся полосу на ночном небе, — это гораздо больше, чем просто скопление миллиардов звёзд. В невидимых для человеческого глаза радиоволнах наша Галактика предстаёт сложным и динамичным образованием, наполненным заряженными частицами и магнитными полями.

Новое исследование, опубликованное в Publications of the Astronomical Society of Australia, раскрывает эту скрытую реальность с беспрецедентной детализацией. Международная команда учёных представила самое чувствительное и широкоугольное на сегодняшний день радиоизображение центра Млечного Пути, созданное с помощью телескопа Murchison Widefield Array (MWA) в австралийской глубинке.

Как увидеть «невидимое» небо

Радиотелескоп MWA, представляющий собой 4096 антенн, раскинутых на несколько квадратных километров, идеально подходит для съёмки огромных участков неба. В период с 2013 по 2015 год он провёл обзор всего южного неба GLEAM, создав первую в мире «радиоцветную» карту небесной сферы.

После модернизации телескопа в 2018 году начался новый этап — проект GLEAM-eXtended (GLEAM-X). У него была своя дилемма: первый обзор, GLEAM, видел общую картину, но без мелких деталей, а GLEAM-X, наоборот, фиксировал детали, но терял общий контекст.

Мозаика в миллион часов вычислений

Чтобы объединить лучшие качества обоих обзоров, учёные применили передовую методику — построение изображения в пространстве данных (image domain gridding). Им пришлось совместить тысячи отдельных наблюдений, исправив искажения, вносимые земной ионосферой — своего рода «дрожание» радиоволн в верхних слоях атмосферы.

Этот титанический труд потребовал более 1 миллиона часов обработки на суперкомпьютерах исследовательского центра Паузи в Западной Австралии. Результатом стала грандиозная мозаика, покрывающая 95% видимой с южного полушария плоскости Млечного Пути в диапазоне частот от 72 до 231 МГц.

Что означают «радиоцвета»?

Новый портрет Галактики использует палитру радиоволн, где каждый цвет соответствует своей физической процесс:

• Оранжевый обозначает низкие частоты. Так светятся останки мёртвых звёзд — гигантские облака, оставшиеся после взрывов сверхновых.

• Синий указывает на высокие частоты. В этом цвете сияют регионы активного звёздообразования — звёздные колыбели, заполненные горячим газом и энергией.

Такая «цветовая» схема позволяет астрономам с первого взгляда отличать друг от друга разные компоненты Галактики и изучать их природу.

Продолжение:

Этот прорыв открывает новую эру в изучении нашей Галактики. Учёные смогут:

• Находить «потерянные» следы звёздных взрывов: Карта поможет обнаружить старые и тусклые остатки сверхновых, которые до сих пор ускользали от обнаружения. Их изучение прольёт свет на историю звездообразования и химическую эволюцию Млечного Пути.

• Картографировать космические лучи и магнитные поля: Излучение, которое видит MWA, тесно связано с магнитными полями Галактики и потоками высокоэнергетических космических лучей. Новая карта позволит создать трёхмерные модели этих фундаментальных структур.

• Изучить межзвёздную среду: Астрономы смогут детальнее исследовать распределение космической пыли и газа — того самого сырья, из которого рождаются новые звёзды и планетные системы.

Мощь этого изображения останется непревзойдённой до тех пор, пока не будет полностью введён в строй новый гигантский радиотелескоп SKA-Low (Square Kilometre Array — Low Frequency). Его чувствительность и разрешающая способность будут в тысячи раз выше, чем у MWA, что откроет ещё более захватывающие перспективы для изучения космоса.

Пока же это великолепное «радиоцветное» изображение служит не только научным целям, но и является напоминанием о невидимой красоте и сложности нашей космической родины — Млечного Пути.