Астрономы измерили рассеяние радиоволн у конца перемычки Млечного Пути

Исследователи изучили рассеяние радиоволн в области у ближнего конца перемычки Млечного Пути — между галактическими долготами 28° и 36° и широтами от −1° до 1°. В работе, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, они сопоставили данные обзора GLOSTAR с наблюдениями сети VLBA; исследование поддержано грантом Российского научного фонда №25-22-00152.

В этой области межзвездный газ турбулизируют звездообразование, звездные ветры и взрывы сверхновых. Часть газа ионизована и содержит свободные электроны. При прохождении через неоднородную плазму радиоволны распространяются по множеству близких путей, из-за чего изображения далеких источников размываются, как свет фонаря за матовым стеклом.

Для пилотных наблюдений ученые выбрали 1210 радиоисточников, ранее обнаруженных VLA в рамках обзора GLOSTAR. На частоте 1,6 ГГц VLBA зарегистрировала 18 объектов — около 1,5%. На частотах 2,3 и 4,8 ГГц доля обнаружений составила 3,4% и 9,2% соответственно; рост с частотой согласуется с тем, что межзвездное рассеяние сильнее влияет на низкочастотное излучение.

Обнаруженные источники чаще находились на больших абсолютных галактических широтах, то есть дальше от плоскости диска. Они также избегали участков, занятых известными остатками сверхновых, где рассеяние может быть особенно сильным; такие области занимают около 14% исследованного поля.

По источнику J1853-0010 ученые обнаружили анизотропное рассеяние: на частоте около 4,8 ГГц его изображение было вытянуто вдоль направления постоянной галактической широты, то есть примерно поперек плоскости Галактики. Это указывает на неодинаковое распределение неоднородностей в рассеивающей плазме, но само по себе не означает, что рассеивающий экран находится точно на расстоянии 5,5 килопарсека.

По данным о примерно 20 источниках зависимость видимого размера от галактической широты описывается гауссовым профилем шириной около 2°. Максимум рассеяния приходится на галактическую среднюю плоскость. Результат согласуется с тем, что наиболее турбулентная плазма сосредоточена в тонком диске Млечного Пути.

Наблюдения сравнили с моделью NE2001, описывающей распределение свободных электронов и неоднородностей их плотности в Галактике. При |b| более 1° измеренные размеры в целом согласовались с моделью, а в пределах одного градуса от плоскости источники в среднем выглядели крупнее расчетных. Это указывает, что NE2001 недооценивает рассеяние в исследованной области рядом с галактической плоскостью.