A Tejút galaxisnak megvan a maga mágneses tere. Rendkívül gyenge a Földhöz képest; valójában több ezer alkalommal gyengébb. A csillagászok azonban többet szeretnének tudni róla, mert mit mondhat nekünk a csillagképződésről, a kozmikus sugarakról és számos egyéb asztrofizikai folyamatról.
Az ausztráliai Curtin Egyetem csillagászai és a CSIRO (Nemzetközösségi Tudományos és Ipari Kutatási Szervezet) tanulmányozták a Tejút mágneses mezőjét, és közzétették a Tejút mágneses mezőjének legteljesebb áttekintő katalógusát 3D-ben.
A cikk címe: „Az alacsony frekvenciájú Faraday forgásmérője a pulzátorok felé LOFAR segítségével: a 3D galaktikus halogén mágneses mező vizsgálata.” Ezt a Királyi Csillagászati Társaság havi értesítéseiben tették közzé 2019. áprilisban. A fő szerző Dr. Charlotte Sobey, a Curtin Egyetem egyetemi munkatársa. A csapatban Kanadából, Európából és Dél-Afrikából származó tudósok vesznek részt.
A csapat együtt működött a LOFAR-nal, vagy az Low-Frequency Array-vel, egy európai rádióteleszkóppal. A LOFAR 250 MHz alatti rádiófrekvenciákon működik, és sok antennából áll, 1500 Európában szétszórtan, magja Hollandiában.
A csapat összeállította a mai napig a legnagyobb katalógust a mágneses erő erősségével és az impulzusok felé mutató irányokkal. Ezen adatokkal a kezükben képesek voltak becsülni a Tejút csökkenő térerősségét a galaxis síkjától való távolság mellett, ahol a spirálkarok vannak.
A sajtóközleményben, Sobey vezető szerzője elmondta: „Pulzárokat használtunk a galaxis mágneses mezőjének hatékony 3D-s megfigyelésére. A pulzátorok a Tejút egész területén oszlanak el, és a beavatkozó anyag a Galaxisban befolyásolja rádióhullám-kibocsátásukat. "
A szabad elektronok és a mágneses mezőnk a galaxisunkban, a pulzár és a köztük lévő befolyásolja a pulzátorok által kibocsátott rádióhullámokat. Egy e-mailes interjúban Dr. Sobey-vel elmondta nekünk: "Noha ezeket a hatásokat ki kell javítani a pulzátorok jeleinek tanulmányozása érdekében, ezek valóban hasznosak olyan információk szolgáltatásakor a galaxisunkról, amelyeket egyébként nem lehet megszerezni."
Mivel a pulzár rádióhulláma áthalad a galaxison, diszperziónak nevezett hatásnak vannak kitéve a beavatkozó szabad elektronok miatt. Ez azt jelenti, hogy a magasabb frekvenciájú rádióhullámok hamarabb érkeznek, mint az alacsony frekvenciájú hullámok. A LOFAR adatai alapján a csillagászok meg tudják mérni ezt a különbséget, az úgynevezett „diszperziós mérték” vagy DM. A DM megmondja a csillagászoknak, hogy hány szabad elektron van köztünk és a pulzár között. Ha a DM magasabb, ez azt jelenti, hogy vagy a pulzár távolabb van, vagy a csillagközi közeg sűrűbb.
Ez csak az egyik tényező a Tejút mágneses mezőjének mérésében. A másik az elektron sűrűségét és a csillagközi közeg mágneses mezőjét foglalja magában.
A Pulsar-emissziók gyakran polarizálódnak, és amikor a polarizált fény egy plazmán áthalad mágneses mezővel, a forgási sík forog. Ezt Faraday Rotációnak vagy Faraday effektusnak nevezzük. A rádiótávcsövek mérik ezt a forgást, és ezt Faraday Rotation Measure-nek (RM) hívják. Dr. Sobey szerint: „Ez megmutatja a szabad elektronok számát és a látóvonallal párhuzamos mágneses erő erősségét, valamint a háló irányát. Minél nagyobb az abszolút RM, annál több elektronot és / vagy nagyobb térerősséget jelent, a nagyobb távolságok miatt vagy a galaxis síkja felé. "
A kezdeti adatokkal a kutatók ezután a Tejút átlagos mágneses térerősségét becsülték meg a katalógusban szereplő egyes pulzárok felé, elosztva a Rotációs Mértéket a Diszperziós Méréssel. És így készítették el a térképet. Minden egyes impulzusmérés egy pont a térképen. Ahogyan Dr. Sobey elmondta a Space Magazine-nak, "Ha nagyszámú pulzátorra (amelyek távolságméréssel vagy becsléssel rendelkeznek) ezeket a méréseket megkapjuk, a térképet rekonstruálhatjuk a galaktikus elektron sűrűségének és a mágneses mezőnek a 3D-ben."
Tehát mi az a jó, ha van egy térkép a Tejút mágneses struktúrájáról 3D-ben?
A galaxis mágneses tere mindenféle asztrofizikai folyamatot érint, különböző erősségű és távolság skálán.
A mágneses mező meghatározza a kozmikus sugarak útját. Tehát amikor a csillagászok a kozmikus sugarak távoli forrását, például egy aktív galaktikus magot (AGN) tanulmányozzák, a mágneses mező erősségének ismerete segíthet nekik megérteni a tárgyukat.
A galaxis mágneses tere is szerepet játszik a csillagképződésben. Bár a hatás nem teljesen tisztázott, a mágneses mező erőssége befolyásolhatja a molekuláris felhőket. Sobey azt mondta az UT-nak, hogy "Kisebb léptékben (percek szerint) a mágneses mezők szerepet játszanak a csillagképződésben. A túl gyenge vagy erős mező egy molekuláris felhőben valószínűleg gátolja a felhő összeomlását csillagrendszerbe."
Ez az új katalógus az északi égbolton 137 pulzátor megfigyelésein alapul. A szerzők azt mondják, hogy katalógusuk „átlagosan 20-szor javítja a meglévő RM-mérések pontosságát”. Azt is mondják: „Összességében az eredeti alacsony frekvenciájú katalógusunk értékes információkat nyújt a galaktikus mágneses tér 3D-s szerkezetéről”.
De Dr. Sobey még nem fejezte be a Tejút mágneses mező erősségének feltérképezését. Most Ausztrália Murchison Widefield Array-jét használja a déli égbolt mágneses mezőjének térképezésére. És mindkét feltérképezési törekvés valami jobbhoz vezet.
A világ legnagyobb rádióteleszkópja most a tervezési szakaszban van. Négyzetkilométer-tömbnek (SKA) hívják, és Ausztráliában és Dél-Afrikában egyaránt építik. A fogadóállomások 3000 km-re (1900 mérföld) fekszenek meg a központi magjától. Hatalmas mérete és a vevőkészülékek közötti távolság a legnagyobb felbontású képeket fogja nyújtani nekünk az összes csillagászatban.
A CSIRO blogbejegyzésében Dr. Sobey elmondta: „A jövőbeni munkám arra összpontosít, hogy tudományos ismereteket tegyek az SKA teleszkóppal, amely jelenleg a tervezési szakasz végső szakaszába lép. Az SKA tudományának egyik hosszú távú célja az, hogy forradalmasítsa a galaxisunk megértését, beleértve a galaxisunk szerkezetének részletes térképét (ami nehéz, mert benne vagyunk!), Különös tekintettel annak mágneses mezőjére. "
A Tejút mágneses mezőjének sehova sem rejlik.
Több:
- Sajtóközlemény: A galaxisunk mágneses mezőjének feltérképezése
- Kutatási cikk: Az alacsony frekvenciájú Faraday-forgásmérések a pulzátorok felé LOFAR használatával: a 3D galaktikus halogén mágneses mező vizsgálata
- Interaktív LOFAR térkép
