Какво се крие в пространството между звездите? Астрономи направиха още една крачка към отговора на този въпрос, след като за първи път успяха директно да засекат как турбуленция в междузвездното пространство изкривява светлината, идваща от дълбините на космоса.

Нещо повече, откритието може да помогне на бъдещи мисии да заснемат по-прецизни изображения на свръхмасивната черна дупка, която се намира в сърцето на нашата галактика.

Пространството между звездите

Какво се намира между хилядите звезди, които виждаме в ясното нощно небе? Може да изглежда, че там има само непрогледен мрак – в крайна сметка, не е ли космосът вакуум?

Всъщност регионът между звездите, известен като междузвездна среда, далеч не е празен. Той е изпълнен с облаци от йонизиран газ и електрони.

Когато вълните радиосветлина от далечни обекти, като например галактики, преминават през тази среда, те се огъват и изкривяват от турбулентния материал в нея.

Учените описват ефекта като подобен на начина, по който на Земята топлината, издигаща се от нагорещена повърхност, може да създаде изкривен образ на отдалечени обекти.

За изкривяването на светлината в космоса се предполага отдавна, но досега точната структура на турбуленцията убягваше на астрономите.

Измерване на междузвездната турбуленция

За да уловят структурата на тази турбуленция, астрономите са наблюдавали квазара TXS 2005+403. Ярък източник на радиосветлина, генерирана от материал, обикалящ около свръхмасивна черна дупка в съзвездието Лебед.

Тази черна дупка се намира на около 10 милиарда светлинни години от Земята. Като се има предвид, че Вселената е на 13,8 милиарда години.

Това означава, че светлината, която виждаме от квазара, е пътувала през галактиката почти през цялата космическа история след Големия взрив.

Докато тази радиосветлина се движи към Земята, тя преминава през региона на Лебед в нашата галактика.

Според астрономите това е една от най-турбулентните и „силно разсейващи“ среди в Млечния път, което кара радиовълните от квазара да се огъват и изкривяват.

„Повечето от това, което виждаме в радиоданните, не идва от самия квазар, а от разсейването, причинено от турбуленцията в този регион на Млечния път“, разказва Александър Плавин, астроном от Харвард-Смитсониън центъра за астрофизика.

„Това разсейване и изкривяванията, които го съпътстват, ни позволяват да изучаваме турбуленцията и да разберем по-добре нейната структура“, посочва още той.

Екипът се е обърнал към архивни данни, събрани от Very Long Baseline Array (VLBA) – мрежа от радиотелескопи, разположени в САЩ.

Те очаквали радиосветлината от TXS 2005+403 да се разпространи в гладко размазано петно, докато преминава през Млечния път, и да избледнее. Това обаче не се случило.

Вместо това екипът забелязал „устойчиви, отчетливи модели, създаващи структурирани, петнисти изкривявания“ в светлината. Според тях това може да се дължи единствено на турбуленция в междузвездната среда.

„Най-отдалечените двойки телескопи не би трябвало да виждат изображението на квазара, но за наша изненада те ясно засякоха неговия сигнал, или слабо сияние“, обяснява Плавин.

„Това не може да се обясни с просто размазване или със самия квазар и се държи по начина, по който се очаква да се държи турбуленцията. Така знаем, че виждаме ефектите от междузвездната турбуленция.“

Значението на откритието

Освен че е историческо наблюдение, откритието има огромни последици за нашето разбиране за Вселената.

Наблюдаваната турбуленция се проявява в мащаби, сравними с размера на цялата ни Слънчева система. А разбирането ѝ помага да се обясни как енергията се движи през галактиката.

То дори показва на екипа как се държи газът, преди да колабира и да формира нови звезди. Според учените това може да помогне на бъдещите усилия за заснемане на още по-ясни изображения на черни дупки.

Телескопът „Хоризонт на събитията“ (Event Horizon Telescope) засне прочутите изображения на Стрелец А* в центъра на нашата галактика, както и на свръхмасивната черна дупка в центъра на галактиката M87.

Изображения като тези, казва екипът, се влошават от междузвездното разсейване.

Следователно разбирането на начина, по който турбуленцията разсейва радиосветлината, може да помогне на бъдещите мисии да противодействат на тези ефекти и да създават по-резки изображения.

Екипът вече е започнал последваща кампания за наблюдение, за да измери специфичните свойства на турбуленцията и да проследи как тя се променя с движението на газа в космоса.