Астрономы впервые зафиксировали процесс, при котором турбулентные облака ионизированного газа в межзвездной среде искажают радиосигнал, идущий от далекого квазара. Объектом исследования стал квазар TXS 2005+403, удаленный от Земли на 10 миллиардов световых лет. Его мощное радиоизлучение при прохождении к нашей планете вынуждено преодолевать сложную структуру Млечного Пути.
На пути к приемникам сигнал пересекает область созвездия Лебедя, которая считается одной из самых «шумных» и проблемных зон галактики с точки зрения астрономических наблюдений. Именно здесь межзвездная среда, насыщенная ионизированным газом и свободными электронами, создает турбулентные неоднородности, отклоняющие радиоволны.
Ранее подобные искажения позволяли ученым лишь строить косвенные предположения о наличии турбулентности, не имея возможности напрямую изучить ее структуру. Обычно при прохождении через такие области радиосигналы «размываются», что приводит к потере их четкости и информативности. Однако последние данные показали, что характер искажений значительно сложнее, чем считалось ранее.
Иллюстрация: Melissa Weiss / CfA
Группа исследователей под руководством Александра Плавина из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института провела детальный анализ массива данных, накопленного почти за десять лет наблюдений с помощью сети радиотелескопов Very Long Baseline Array (VLBA). Эти материалы дали ученым возможность зафиксировать тонкие изменения в структуре входящего радиосигнала.
Исходя из классических моделей, ожидалось, что сигнал от квазара будет равномерно размыт и частично потерян. Однако вместо этого астрономы выявили устойчивые, повторяющиеся и строго структурированные искажения. Это прямо указывает на то, что вдоль линии наблюдения расположена неоднородная турбулентная среда.
Важнейшим результатом стало то, что сигнал сохранял различимую структуру даже на самых удаленных базовых линиях интерферометра, где, согласно старым теориям, он должен был полностью исчезнуть. Это подтверждает, что наблюдаемые эффекты невозможно списать на особенности самого квазара или линейное рассеяние.
Ученые интерпретируют это как прямое доказательство существования устойчивой турбулентности в межзвездной среде. Распределение процессов рассеяния вдоль луча зрения остается стабильным на протяжении длительного времени, формируя отчетливую «зернистую» структуру радиосигнала.
