Молочний Шлях — це наша галактика у величезному Всесвіті, але її структура та склад значною мірою досі є загадковими. Величезний міжзоряний простір (міжзоряне середовище — Ред.) поміж мільярдами зір не порожній, а заповнений газом у розрідженому стані. Розсіяний водень випромінює на частоті близько 1420 МГц. Водночас деякі атоми водню збираються докупи й утворюють хмари молекулярного водню. В особливо щільних ділянках таких хмар зароджуються зорі. А молоді та яскраві зорі можуть іонізувати навколишній газ.
Зорі еволюціонують від народження до смерті, й деякі зрештою вибухають як наднові, що спричиняє утворення пульсара (нейтронної зорі, що швидко обертається навколо своє осі — Ред.) і туманності. Ударні хвилі від вибуху наднової стискають міжзоряний газ і прискорюють електрони майже до швидкості світла. Ці високошвидкісні електрони, рухаючись в міжзоряному магнітному полі, випромінюючи слабкі радіохвилі. Галактичне міжзоряне середовище є визначальним для народження та смерті багатьох зір.
Китайський телескоп із п’ятсотметровою сферичною антеною (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, FAST) є найчутливішим серед усіх радіотелескопів такого типу в світі. Його оснащено високочутливим 19-променевим кріогенним приймачем L-діапазону. Саме тому він є чудовим інструментом для пошуків пульсарів та дослідження галактичного міжзоряного середовища. Наукова група під керівництвом професора ЦзінЛін Хана (JinLin Han) виконала дослідження «Моментальний знімок пульсарів галактичної площини» (Galactic Plane Pulsar Snapshot, GPPS) і виявила понад 500 нових слабких пульсарів, які на порядок тьмяніші за раніше відкриті пульсари.
Під час спостережень пульсарів вони одночасно реєстрували з високою чутливістю, високою спектральною роздільною здатністю та високою просторовою роздільною здатністю спектральні лінії випромінювання з міжзоряного середовища Галактики. Ці дані є надзвичайно цінним ресурсом для вивчення структури галактики Молочний Шлях і міжзоряного екологічного циклу. Нещодавно науковці завершили обробку даних і опублікували в журналі Science China Physics, Mechanics & Astronomy останні результати дослідження атомарного та іонізованого газу, магнітних полів і радіовипромінювання в міжзоряному просторі Молочного Шляху.
Перший випуск даних, отриманих за допомогою FAST, містить інформацію про розподіл нейтрального водню (HI) на площі небесної сфери 88 квадратних градусів. Цю ділянку обмежують галактична довгота від 33° до 55° та галактична широта ±2°. Хоча точне калібрування даних все ще триває, доступні результати вже є найчутливими натепер у справі виявлення хмар HI. Вони показують безпрецедентні подробиці розподілу нейтрального водню.
Джон М. Дікі (John M. Dickey), почесний професор Університету Тасманії в Австралії та Університету Міннесоти в Сполучених Штатах, сказав: «Покращення кутової роздільної здатності та чутливості у порівнянні з усіма попередніми дослідженнями вражає… публікація цієї першої статті про GPPS огляд HI є знаковим досягненням, гідним визнання та міжнародної уваги».
Іонізований газ міжзоряного простору є останнім основним компонентом Молочного Шляху, який досі докладно не вивчено. Наукова група обробила лінії радіорекомбінації водню (RRL) з даних спектральних ліній GPPS у тій самій ділянці неба, звідки отримано дані про HI. Це дало змогу виявити світні ділянки, іонізовані яскравими зорями та дифузним іонізованим газом (diffuse ionized gas, DIG) невідомого походження. Ці дані потрібні для вивчення екологічного циклу утворення газу та зір в Молочному Шляху.
Доктор Дана С. Бальсер (Dana S. Balser), науковець Національної радіоастрономічної обсерваторії (США), сказала: «Це вивчення GPPS RRL є найчутливішим дослідженням на сьогодні, а його кутова роздільна здатність така, що вдалося розрізнити ділянки з випромінюванням DIG від регіонів іонізованого водню (НІІ).... Великі телескопи з однією тарілкоподібною антеною, такі як FAST, є найкращими для дослідження дифузного іонізованого газу, останнього основного компонента галактики Молочний Шлях, який можна добре вивчати».
Галактичні магнітні поля, які пронизують міжзоряне середовище Галактики, надзвичайно важко виміряти. Наукова група розраховувала на чутливість FAST, щоб виміряти поляризацію та обертання Фарадея (зміна площини поляризації в магнітному полі — Ред.) 134 слабких пульсарів у галактичному гало. Можливості телескопа не розчарували дослідників і їм вдалося виявити, що напруженість магнітного поля в галактичному гало становить близько 2 мікрогаусів.
Нещодавно отримані дані вимірювання обертання Фарадея з огляду GPPS свідчать про інверсії магнітного поля вздовж спіральних рукавів у віддалених регіонах Молочного Шляху. Без FAST міжзоряне магнітне поле в такому широкому просторовому масштабі ніколи не було б виявлено.
Наукова група також з’ясувала, що дві великі структури (G203.1+6.6 і G206.7+5.9), які є джерелами слабкого радіовипромінювання структури, — це залишки спалахів наднових. Одна з яких утворилася внаслідок вибуху наднової дуже близько до Сонця — на відстані лише приблизно 1400 світлових років.
«Дивовижні спостереження FAST можуть виявити безпрецедентні деталі Молочного Шляху», — сказав Цзін Іпен (Jing Yipeng), академік Китайської академії наук з Шанхайського університету Цзяо Тонґ. «Бази даних нейтрального водню та іонізованого водню, оприлюднені в цих публікаціях, є цінними ресурсами для астрономів у всьому світі».
За інф. з сайту https://phys.org
