Техника псевдо-3D кубов изменит понимание космических структур и чёрных дыр галактик

Исследователи использовали новую технику для преобразования 2D-радиоизображений в 3D-модель, чтобы лучше понять явления в нашей Вселенной. Автор: Lawrence Rudnick/MeerKAT Radio Telescope

Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Традиционно, когда радиоизображения записываются в формате 2D, они не позволяют ученым сделать вывод о том, как выглядит объект в 3D. Преобразование этих изображений в 3D-пространство может помочь лучше понять физику галактик, массивных черных дыр, струйных структур и, в конечном счете, как работает Вселенная.

Исследователи изучали поляризованный (радио) свет — свет, который вибрирует в определенном направлении. Мы ощущаем поляризованный свет, когда смотрим на блики солнечного света от шоссе — он вибрирует горизонтально. Затем мы используем поляризованные солнцезащитные очки, которые пропускают только вертикально вибрирующий свет, и блики исчезают.

Исследовательская группа использовала эффект, называемый вращением Фарадея, который вращает направление радиополяризованных волн в зависимости от того, через какой объем материала они прошли. С помощью этого они смогли оценить, как далеко прошел каждый фрагмент радиоизображения, и таким образом создать трехмерную модель этих явлений, происходящих в миллионах световых лет отсюда.

«Мы обнаружили, что формы объектов сильно отличаются от того впечатления, которое мы получали, просто глядя на них в двухмерном пространстве», — сказал Лоуренс Рудник, почетный профессор Школы физики и астрономии Университета Миннесоты.

С помощью этой новой методики исследователи также смогли определить направление движения материала, выбрасываемого из массивных черных дыр, изучить, как материал взаимодействует с космическими ветрами или другими явлениями космической погоды, а также проанализировать структуры магнитных полей в космосе.

«Наша техника кардинально изменила наше понимание этих экзотических объектов. Возможно, нам придется пересмотреть предыдущие модели физики того, как работают эти вещи», — добавил Рудник. «У меня нет никаких сомнений, что в будущем нас ждет множество сюрпризов, что некоторые объекты будут выглядеть не так, как мы думали в 2D».

Предыдущие изображения необходимо будет повторно проанализировать с использованием этой новой техники, чтобы подтвердить предыдущие мысли или принести новые идеи. Рудник надеется увидеть применение этой техники к изображениям, полученным на новых телескопических установках по всему миру.

Помимо Рудника, в команду вошли Крейг Андерсон из Исследовательской школы астрономии и астрофизики Австралийского национального университета; Уильям Коттон из Национальной радиоастрономической обсерватории; Элис Пасетто из Национального автономного института радиоастрономии и астрофизики Мексиканского университета; Эмма Александер из Центра астрофизики Джодрелл-Бэнк Манчестерского университета; и Мехрнуш Тахани из Института астрофизики элементарных частиц и космологии Кавли Стэнфордского университета.

Данные для этого проекта были получены с радиотелескопа MeerKAT, объекта Южноафриканской радиоастрономической обсерватории.

Больше информации: Lawrence Rudnick et al, Pseudo-3D visualization of Faraday structure in polarized radio sources: Methods, science use cases, and development priorities, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae2225. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2409.13973

Источник: University of Minnesota