Исследователи из Колледжа науки и инженерии Университета Миннесоты Twin Cities разработали новую методику, которая преобразует двумерные (2D) радиоизображения – визуальные представления, созданные из радиоволн, – в трехмерные (3D) "псевдо-3D кубы", чтобы помочь лучше понять объекты во Вселенной. Работа опубликована в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества.
Традиционно, когда радиоизображения снимаются в 2D-формате, они могут не позволить ученым сделать вывод о том, как выглядит объект в 3D. Преобразование этих изображений в трехмерное пространство может помочь лучше понять физику галактик, массивных черных дыр, струйных структур и, в конечном счете, то, как устроена Вселенная.
Исследователи изучали поляризованный (радио) свет — свет, который вибрирует в определенном направлении. Мы наблюдаем поляризованный свет, когда смотрим на блики от солнечного света на шоссе — они вибрируют горизонтально. Затем мы используем поляризованные солнцезащитные очки, которые пропускают только вертикальный вибрирующий свет, и блики исчезают.
Исследовательская группа использовала эффект, называемый вращением Фарадея, который изменяет направление радиополяризованных волн в зависимости от того, через какое количество материала они прошли. Благодаря этому они смогли оценить, как далеко прошел каждый фрагмент радиограммы, и таким образом создать трехмерную модель этих явлений, происходящих на расстоянии миллионов световых лет.
"Мы обнаружили, что формы объектов сильно отличались от того впечатления, которое мы получали, просто глядя на них в двумерном пространстве", - сказал Лоуренс Рудник, почетный профессор Школы физики и астрономии Университета Миннесоты.
С помощью этого нового метода исследователи также смогли определить направление выброса вещества из массивных черных дыр, посмотреть, как вещество взаимодействует с космическими ветрами или другой космической погодой, и проанализировать структуру магнитных полей в космосе.
"Наша методика кардинально изменила наше понимание этих экзотических объектов. Возможно, нам придется пересмотреть предыдущие физические модели того, как все это работает", - добавил Рудник. "Я не сомневаюсь, что в будущем нас ждет множество сюрпризов, связанных с тем, что некоторые объекты будут выглядеть в 2D не так, как мы думали".
Предыдущие снимки необходимо будет повторно проанализировать с использованием этого нового метода, чтобы подтвердить предыдущие предположения или внести новые идеи. Рудник надеется, что этот метод будет применен к изображениям, получаемым с помощью новых телескопов по всему миру.
Помимо Рудника, в состав команды входили 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 при Университете Мексики; Эмма Александер из Центра астрофизики Джодрелл Бэнк в Австралийском университете. Манчестерского университета; и Мехрнуш Тахани из Института астрофизики элементарных частиц и космологии Кавли при Стэнфордском университете.
Данные для этого проекта были получены с радиотелескопа MeerKAT, расположенного на территории Южноафриканской радиоастрономической обсерватории.
