Nghiên cứu của các nhà thiên văn học tại Đại học Toronto cho thấy rằng hệ mặt trời được bao quanh bởi một đường hầm từ trường có thể được nhìn thấy trong sóng vô tuyến.

Jennifer West, trợ lý nghiên cứu tại Viện Thiên văn và Vật lý thiên văn Dunlap, đưa ra trường hợp khoa học rằng hai cấu trúc sáng được nhìn thấy ở hai phía đối diện của bầu trời – trước đây được coi là riêng biệt – thực sự được kết nối và tạo thành từ các sợi giống như sợi dây. Kết nối tạo thành một đường hầm xung quanh hệ mặt trời của chúng ta.

Kết quả dữ liệu nghiên cứu của West đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn.

West nói: “Nếu chúng ta nhìn lên bầu trời, chúng ta sẽ thấy cấu trúc giống như đường hầm này ở hầu hết mọi hướng – nghĩa là, nếu chúng ta có đôi mắt có thể nhìn thấy ánh sáng vô tuyến.

West cho biết các nhà thiên văn học được mệnh danh là “North Polar Spur” và “Fan Region” đã biết về hai cấu trúc này trong nhiều thập kỷ. Nhưng hầu hết các giải thích khoa học đều tập trung vào chúng riêng lẻ. Ngược lại, West và các đồng nghiệp của cô ấy tin rằng họ là những nhà thiên văn học đầu tiên kết nối chúng thành một đơn vị duy nhất.

Bên trái: Một đường hầm cong, với các đường được tạo bởi đèn đường hầm và vạch kẻ làn đường, tạo thành hình dạng tương tự như mô hình được đề xuất cho khu vực Van và vùng Cực Bắc. Tín dụng: Ảnh được cung cấp bởi Pixabay / Minh họa bởi Jennifer West. Phải: Bầu trời khi nó xuất hiện trong sóng vô tuyến phân cực. Tín dụng hình ảnh: Đài quan sát vật lý thiên văn vô tuyến Dominion / Kính viễn vọng Villa Elisa / Cơ quan vũ trụ châu Âu / Planck Collaboration / Stellarium / Jennifer West

Được cấu tạo bởi các hạt mang điện và từ trường, các cấu trúc này có hình dạng giống như những sợi dây dài và nằm cách chúng ta khoảng 350 năm ánh sáng – và dài khoảng 1.000 năm ánh sáng.

West nói: “Đây là khoảng cách tương đương với khoảng cách di chuyển giữa Toronto và Vancouver hai nghìn tỷ lần.

West đã suy nghĩ về những đặc điểm này trong suốt 15 năm – kể từ lần đầu tiên cô nhìn thấy bản đồ bầu trời vô tuyến. Gần đây, cô đã xây dựng một mô hình máy tính tính toán hình dạng của bầu trời vô tuyến từ Trái đất khi cô thay đổi hình dạng và vị trí của các sợi dây dài. Mô hình này cho phép West “xây dựng” cấu trúc xung quanh chúng ta và cho cô ấy thấy bầu trời trông như thế nào thông qua kính thiên văn của chúng ta. Chính góc nhìn mới này đã giúp cô khớp mô hình với dữ liệu.

Một bản đồ minh họa của Dải Ngân hà cho thấy vị trí và kích thước của các sợi được đề xuất. Nội dung cho thấy một cái nhìn chi tiết hơn về các môi trường cục bộ, vị trí của bong bóng cục bộ và các đám mây bụi lân cận khác nhau. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt / SSC / Caltech với chú thích của Jennifer West

“Vài năm trước, một trong những đồng tác giả của chúng tôi, Tom Landecker, đã nói với tôi về một bài báo từ năm 1965 – từ những ngày đầu của thiên văn học vô tuyến,” West nói. “Dựa trên dữ liệu thô có sẵn tại thời điểm này, các tác giả [Mathewson and Milne], phỏng đoán rằng những tín hiệu vô tuyến phân cực này có thể bắt nguồn từ quan điểm của chúng ta về nhánh địa phương của thiên hà, từ bên trong nó.

“Bài báo đó đã truyền cảm hứng cho tôi phát triển ý tưởng này và liên hệ mô hình của tôi với dữ liệu tốt hơn rất nhiều mà kính thiên văn của chúng ta cung cấp cho chúng ta ngày nay.”

West sử dụng bản đồ Trái đất làm ví dụ. Cực Bắc ở trên cùng và đường xích đạo ở giữa – trừ khi bạn vẽ lại bản đồ từ một góc nhìn khác. Điều này cũng đúng với bản đồ thiên hà của chúng ta. West giải thích: “Hầu hết các nhà thiên văn học nhìn vào bản đồ của cực bắc thiên hà ở trên cùng và trung tâm thiên hà ở giữa. “Phần quan trọng truyền cảm hứng cho ý tưởng này là vẽ lại bản đồ đó với một điểm khác ở giữa.”

Jennifer West, nhà nghiên cứu tại Viện Thiên văn và Vật lý thiên văn Dunlap thuộc Đại học Texas, cho biết hai cấu trúc từ tính được nhìn thấy ở hai phía đối diện của bầu trời tạo thành một đường hầm xung quanh hệ mặt trời. Nguồn ảnh: Jennifer West

Brian Gensler, giáo sư tại Viện Dunlap và là tác giả của ấn phẩm cho biết: “Đây là một công việc rất thông minh. “Khi Jennifer lần đầu tiên cho tôi xem cái này, tôi nghĩ thật quá tuyệt để cô ấy có thể có một lời giải thích khả thi. Nhưng cuối cùng cô ấy đã thuyết phục được tôi. Bây giờ, tôi rất vui khi thấy phản ứng của những người còn lại trong cộng đồng thiên văn. “

Một chuyên gia về từ tính trong các thiên hà và môi trường giữa các vì sao, West mong muốn có thêm nhiều khám phá có thể có liên quan đến nghiên cứu này.

Bà nói: “Từ trường không tồn tại biệt lập. “Tất cả chúng đều phải kết nối với nhau. Vì vậy, bước tiếp theo là hiểu rõ hơn về cách từ trường cục bộ này liên quan đến cả từ trường thiên hà quy mô lớn, cũng như từ trường nhỏ hơn của Mặt trời và Trái đất của chúng ta.”

Trong khi đó, West đồng ý rằng mô hình “đường hầm” mới không chỉ mang lại tầm nhìn mới cho cộng đồng khoa học, mà còn đưa ra một khái niệm đột phá cho phần còn lại của chúng ta.

“Tôi nghĩ thật tuyệt khi tưởng tượng rằng những cấu trúc này ở khắp mọi nơi bất cứ khi nào chúng ta nhìn lên bầu trời đêm.”

Tham khảo: “Mô hình thống nhất của Vùng hình quạt và Vùng cực Bắc: Một nhóm phim trong thiên hà cục bộ” của J.L. West, T.L. Landecker, B.M. Gaensler, T. Jaffe và A.S. Hill, Đã chấp nhận, Tạp chí Vật lý thiên văn.
arXiv: 2109.14720