Žvelgiant iš Lietuvos naktinio dangaus, Paukščių Takas atrodo kaip ramus, beveik statiškas šviesos ruožas – tarsi galaktika būtų sustingusi laike. Tačiau astronomai primena: tai tik iliuzija. Iš tikrųjų mūsų galaktika nuolat „verda“ – joje juda dujos, sūkuriuoja kosminės dulkės, vyksta galingi sprogimai, formuojasi žvaigždės, o visas šis procesas vyksta veikiant jėgoms, kurių žmogaus akis nemato. Viena svarbiausių tokių jėgų – magnetinis laukas, veikiantis tarsi nematomas karkasas, padedantis Paukščių Takui išlaikyti formą ir evoliucionuoti milijardus metų.
Būtent šį nematomą galaktikos „stuburą“ dabar mokslininkams pavyko pamatyti aiškiau nei bet kada anksčiau. Kalgario universiteto tyrėjų komanda, vadovaujama dr. Jo-Ann Brown, parengė vieną detaliausių Paukščių Tako magnetinio lauko žemėlapių šiaurinėje dangaus dalyje ir kartu pristatė ne tik mokslinius straipsnius, bet ir atvirą duomenų rinkinį, kuriuo gali naudotis astronomai visame pasaulyje.
Nematomas galaktikos karkasas, be kurio ji „subyrėtų“
Astronomai seniai žinojo, kad Paukščių Takas turi magnetinį lauką. Tačiau svarbiausias klausimas ilgą laiką liko atviras: kaip tiksliai tas laukas driekiasi per visą galaktiką, kaip jis susijęs su dujų ir dulkių judėjimu ir ar jis iš tiesų yra vienodas, kaip ilgai buvo manoma.
Magnetinis laukas nėra tik „fonas“. Jis veikia kaip struktūrinė jėga, kuri nukreipia tarpžvaigždinių dujų srautus, reguliuoja dulkių elgseną ir net daro įtaką tam, kur ir kada gimsta žvaigždės. Be šio lauko gravitacija daug greičiau „sutrauktų“ medžiagą į centrą, o galaktikos sandara būtų kitokia.
Todėl naujas žemėlapis astronomams svarbus kaip pradinis taškas – norint prognozuoti, kaip galaktika keisis ateityje, reikia suprasti, kaip ji „suklijuota“ dabar.
Kaip mokslininkai „pamatė“ tai, ko neįmanoma pamatyti akimis
Magnetinio lauko plika akimi nepamatysi, nes jis neskleidžia šviesos taip, kaip žvaigždės. Tačiau jį galima išmatuoti per poveikį radijo bangoms. Tyrėjai pasinaudojo radijo astronomija – tuo kosmoso „klausymu“, kuris leidžia fiksuoti signalus, keliaujančius per įkrautų dalelių ir magnetinių laukų pilną erdvę.
Šiam darbui naudotas naujas radijo teleskopas Dominiono radijo astrofizikos observatorijoje Kanadoje. Jo privalumas – gebėjimas vienu metu stebėti dangų keliais radijo dažniais. Toks metodas leidžia pastebėti subtilius signalų pokyčius, kurie atsiranda tada, kai radijo spinduliuotė pereina per magnetinius laukus.
Stebėjimai vyko kaip didesnio tarptautinio projekto GMIMS (galaktikos magnetinės ir joninės aplinkos tyrimo) dalis. Rezultatas – vienas iš detaliausių Paukščių Tako magnetinės struktūros „portretų“, kokius žmonija kada nors yra turėjusi.
Faradėjaus rotacija: efektas, kuris išduoda magnetinio lauko paslaptį
Visa šio atradimo šerdis – vadinamasis Faradėjaus rotacijos efektas. Paprastai tariant, kai radijo bangos keliauja per erdvę, kurioje yra magnetinis laukas ir elektronų, jos tarsi „pasukamos“ – keičiasi jų poliarizacija.
Mokslininkai tai paaiškina labai žemišku palyginimu: lyg žiūrint į šiaudelį stiklinėje vandens jis atrodo sulinkęs – tik kosmose vietoj šviesos naudojamos radijo bangos, o vietoj vandens yra magnetinės sritys ir įkrautos dalelės.
Fiksuodami šiuos „pasukimus“ skirtingose dangaus vietose, tyrėjai galėjo nustatyti ne tik magnetinio lauko stiprumą, bet ir jo kryptį bei struktūrą.
Netikėtas atradimas: magnetinio lauko kryptis vienoje galaktikos atšakoje apsiverčia
Didžiausia tyrimo staigmena – vadinamasis magnetinio lauko „perversmas“ vienoje Paukščių Tako srityje, Šaulio atšakoje. Bendras vaizdas rodo, kad galaktikos magnetinis laukas, žiūrint iš viršaus, dažniausiai sukasi viena kryptimi – tarsi pagal laikrodžio rodyklę. Tačiau šioje vijoje jis staiga pereina į priešingą kryptį.
Dar įdomiau tai, kad perėjimas nėra aiškus, tarsi nubrėžta linija. Vietoj to aptiktas įstrižas, kampu einantis apsisukimas, tarsi magnetinė struktūra būtų „persukta“ per galaktiką. Tokia geometrija rodo, kad Paukščių Tako magnetinis laukas nėra paprastas, vientisas darinys, o daug sudėtingesnė, dinamiška sistema, kurią iki šiol matėme pernelyg supaprastintai.
Remdamiesi šiuo atradimu, tyrėjai sukūrė naują trimatį modelį, paaiškinantį, kaip tas magnetinio lauko „suskilimas“ atrodo iš mūsų perspektyvos, žvelgiant iš Žemės vidaus.
Kodėl tai svarbu ne tik astronomams, bet ir mūsų supratimui apie Visatą
Magnetiniai laukai kosmose yra nematomi, bet jie veikia kaip taisyklės, pagal kurias juda medžiaga. Jie valdo dujų srautus, gali slopinti arba skatinti žvaigždžių formavimąsi, daro įtaką kosminių spindulių kelionėms ir lemia galaktikų evoliuciją.
Todėl tikslus Paukščių Tako magnetinio lauko žemėlapis nėra vien gražus mokslinis paveikslas. Tai raktas į didesnius klausimus: kaip galaktikos „gyvena“, kaip jos keičiasi per milijonus metų ir kodėl kai kurios jų atrodo taip, kaip atrodo.
Tai, kas mums atrodo kaip tuščia tamsa, iš tikrųjų pilna struktūrų ir jėgų. Naujas tyrimas parodė, kad Paukščių Taką laiko ne tik gravitacija, bet ir sudėtingas magnetinis tinklas, kuris pagaliau tampa ne vien teorija, o realiai matuojama ir modeliuojama galaktikos dalimi.
