Крупнейшая в истории карта магнитных полей Вселенной показала невидимый космический скелет

Международная команда астрономов при помощи австралийского радиотелескопа ASKAP составила беспрецедентную по масштабам карту космического магнетизма. Проект, получивший название SPICE-RACS, оказался в пять раз масштабнее всех предыдущих попыток вместе взятых и впервые детально показал, как невидимые силовые линии пронизывают межгалактическое пространство.

Магнитные поля — фундаментальная часть реальности. Они есть у Земли (благодаря чему работают компасы, а птицы находят дорогу на юг), они экстремально сильны у нейтронных звезд и черных дыр. Но и за пределами отдельных объектов, в бескрайней пустоте межгалактического пространства, магнетизм никуда не исчезает. Межгалактические поля в миллионы раз слабее земного, однако их гигантская протяженность делает их важнейшим фактором эволюции космоса. Они направляют потоки горячего газа, влияют на формирование звезд и буквально служат скрытым силовым каркасом для галактик.

Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен

Одна проблема: мы до сих пор не до конца понимаем, откуда они взялись на заре времен. Более того, последние два десятилетия астрофизикам приходилось довольствоваться скудным набором данных, который почти не покрывал южное полушарие неба. В новом исследовании, опубликованном в Publications of the Astronomical Society of Australia (PASA), ученые наконец-то закрыли это «слепое пятно».

Магнитное поле нельзя сфотографировать напрямую в оптическом диапазоне. Чтобы его обнаружить, астрономы полагаются на эффект, известный как вращение Фарадея. Суть метода заключается в следующем: когда поляризованное радиоизлучение от далекого фонового объекта (например, галактики с активной черной дырой) проходит через намагниченную плазму, плоскость его поляризации начинает закручиваться.

Чем сильнее магнитное поле и чем больше ионизированного газа на пути луча, тем сильнее поворачивается поляризация. Измеряя этот угол поворота (меру вращения) на разных частотах, ученые могут вычислить характеристики невидимой магнитной преграды.

Команда под руководством доктора Алека Томсона (Alec Thomson) из обсерватории SKAO (Square Kilometre Array Observatory) и австралийского научного агентства CSIRO задействовала возможности радиоинтерферометра ASKAP в Западной Австралии.

Сначала телескоп провел скоростной обзор неба (Rapid ASKAP Continuum Survey — RACS), зафиксировав радиосигналы от почти четырех миллионов галактик. Затем астрономы — большие ценители сложных бэкронимов — запустили проект SPICE-RACS (Spectra and Polarisation In Cutouts of Extragalactic sources). Из первоначальных четырех миллионов объектов ученым удалось выделить около 350 тысяч галактик с подходящим радиоизлучением, чтобы достоверно отследить эффект Фарадея.

«Наша выборка источников почти в десять раз больше предыдущего рекорда и в пять раз превосходит все когда-либо собранные наблюдения вместе взятые, — отмечает Алек Томсон. — Впервые мы можем исследовать тончайшие детали среды между близлежащими звездами и одновременно изучать огромное количество далеких галактик».

Финальная карта раскрашена в условные цвета, которые работают по принципу обычного компаса:

Красный цвет указывает на то, что силовые линии магнитного поля направлены в сторону Земли.
Синий цвет означает, что поле направлено от нас.

Самые яркие и закрученные структуры («пузыри») на карте — это магнитное поле нашего Млечного Пути. Однако главная ценность работы кроется в данных, уходящих за пределы нашей галактики.

Ключевые научные достижения проекта:

Рекордный объем данных: 350 000 точек измерения вращения Фарадея открывают дорогу к машинному обучению и точной статистике космической паутины.
Изучение соседей: Новые данные помогут понять, как именно магнитные поля управляют гравитационным взаимодействием Млечного Пути и его ближайших спутников — Большого и Малого Магеллановых Облаков.
Фундамент для будущих открытий: Карта дает инструмент для решения давнего космологического парадокса — появились ли магнитные поля до формирования первых звезд, или это звезды со временем «намагнитили» Вселенную?

Физики подчеркивают важный нюанс: карта не показывает магнитное поле абсолютно везде. Она строится по принципу точечных проколов. Ученые знают параметры поля только там, где сквозь него просвечивает радиоизлучение фоновой галактики. Это похоже на попытку оценить плотность тумана исключительно по свету фар встречных автомобилей. Если машин на трассе мало — придется догадываться, что между ними. Но благодаря огромному размеру выборки в 350 тысяч «маяков» интерполяция (восстановление картины в пустых зонах) стала беспрецедентно точной.

FAQ: Часто задаваемые вопросы

Что такое телескоп ASKAP?
Австралийский массив из 36 радиоантенн (каждая диаметром 12 метров). Это технологический предшественник гигантского проекта SKA, который прямо сейчас строится на двух континентах (в Австралии и Южной Африке) и станет самой мощной радиообсерваторией за всю историю человечества.

Почему радиоизлучение так важно для астрономии?
В отличие от оптического света, радиоволны способны проходить сквозь плотные газопылевые облака, позволяя наблюдать за структурами и процессами, которые на обычных фотографиях выглядели бы как темные, непроницаемые пятна.

Угрожают ли Земле космические магнитные поля?
Совершенно нет. Несмотря на их гигантские размеры (они простираются на миллионы световых лет), магнитные поля в межгалактической среде крайне разрежены и слабы — примерно в миллионы раз слабее магнита на вашем холодильнике.

Источники:

A. J. M. Thomson et al. The Rapid ASKAP Continuum Survey: Spectra and Polarisation In Cutouts of Extragalactic Sources (SPICE-RACS). Утверждено к публикации в Publications of the Astronomical Society of Australia (PASA), 2026.
Официальный пресс-релиз австралийского научного агентства CSIRO / SKAO.

Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен

← Назад