Kudos a Max Planck Intézet tudósaihoz és a rádiócsillagászok nemzetközi csapatához a galaxisunk mágneses tereinek hihetetlenül részletes új térképéről! Ez az egyedülálló égbolt térkép meghaladta elődeit, és betekintést nyújt a Tejút mágneses mező szerkezetébe, az eddig látott dolgokon túl. Mi olyan különleges ebben? Megmutatja nekünk a Faraday mélység néven ismert minőséget - egy koncepció, amely egy meghatározott látóhatár mentén működik. A térkép elkészítéséhez az új képet rekonstruáló technikával összegyűjtött 41 000 mérésből származó adatokat összeolvasztottuk. Most nem csak a galaktikus mezők főbb szerkezetét láthatjuk, de kevésbé nyilvánvaló tulajdonságait, mint például a galaktikus gáz turbulenciája.
Tehát pontosan mit jelent egy ilyen új térkép? Minden galaxis rendelkezik mágneses mezőkkel, de forrása rejtély. Mostanra csak azt tudjuk kitalálni, hogy azok a dinamikus folyamatok miatt fordulnak elő ... amikor a mechanikai energiát mágneses energiává alakítják. Ez a fajta teremtés teljesen normális, és itt fordul elő a Földön, a Napon és még kisebb léptékben is, mint például egy kézi hajtómûvel ellátott rádió - vagy egy Faraday zseblámpa! Ha megmutatja nekünk, hogy a Tejút hol mágneses mező struktúrái fordulnak elő, jobban megértjük a galaktikus dinamikákat.
Az elmúlt másfél évszázadban a Faraday forgásáról tudtunk, és a tudósok azt használják a kozmikus mágneses mezők mérésére. Ez a művelet akkor következik be, amikor a polarizált fény áthalad egy mágneses közegen, és a polarizációs sík megfordul. A fordulás nagysága a mágneses mező erősségétől és irányától függ. A forgás megfigyelésével tovább megérthetjük a beavatkozó mágneses mezők tulajdonságait. A rádiócsillagászok összegyűjtik és megvizsgálják a távoli rádióforrásokból származó polarizált fényt, amely áthalad galaxisunkon, útközben hozzánk. A Faraday-effektus ekkor a forrás polarizációjának különféle frekvenciákon történő mérésével határozható meg. Ezek a mérések azonban csak a Tejút áthaladó útjáról tudnak beszámolni nekünk. A dolgok egészének megtekintéséhez tudnia kell, hogy hány forrás van szétszórva a látható ég felett. Itt fontos szerepet játszott a rádiócsillagászok nemzetközi csoportja. 26 különböző projekt adatait bizonyították, amelyek összességében 41 300 pontos forrást adtak - átlagosan körülbelül egy rádióforrás négyzetméteres égboltonként.
Noha ez rengeteg információnak hangzik, az még mindig nem elég. Hatalmas területek vannak, különösen a déli égbolton, ahol csak néhány mérés létezik. Az adatok hiánya miatt interpolálnunk kell a meglévő adatpontok között, és ez megteremti a saját problémáit. Először is, a pontosság változik, és a pontosabb méréseknek segíteniük kell. Emellett a csillagászok nem egészen biztosak abban, hogy egy mérés mennyire megbízható - csak meg kell adniuk a legjobb kitalálást az alapján, hogy milyen információkkal rendelkeznek. Mégis vannak más problémák. A folyamat bonyolult jellege miatt mérési bizonytalanságok vannak. Egy kis hiba tízszeresére növekszik, és ez javíthatja a térképet. A problémák megoldásának elősegítése érdekében az MPA tudósai új algoritmust fejlesztettek ki a képrögzítésre, amelyet „kiterjesztett kritikus szűrőnek” hívtak. Létrehozásakor a csapat az új tudományág, az információs mező elmélete néven ismert eszközöket használja fel - ez egy hatékony eszköz, amely logikai és statisztikai módszereket kever össze az alkalmazott mezőkkel, és összeveti a pontatlan információkkal szemben. Ez az új munka izgalmas, mivel alkalmazható más képalkotó és jelfeldolgozó helyszíneken is, alternatív tudományos területeken.
„A részletes Faraday-mélységtérkép (1. ábra) mellett az algoritmus a bizonytalanságok térképét is tartalmazza (2. ábra). Különösen a galaktikus korongban és a déli égi pólus körüli kevésbé jól megfigyelt régióban (jobb alsó sarok) a bizonytalanság jelentősen nagyobb. ” - mondja a csapat. „A galaktikus mágneses mező struktúrájának jobb hangsúlyozása érdekében a 3. ábrán (fent) a galaktikus korong hatását eltávolítottuk, így a galaktikus korong feletti és alatti gyengébb elemek jobban láthatók. Ez nem csak a Tejút gázkorongjának látványos vízszintes sávját mutatja a kép közepén, hanem azt is, hogy a mágneses mező irányai ellentétesnek tűnnek a lemez fölött és alatt. Hasonló irányváltásra is sor kerül a kép bal és jobb oldala között, a Tejút közepének egyik oldaláról a másikra. ”
A jó hír az, hogy a galaktikus dinamóelméletnek valószínűleg nincs helye. Megjósolta a szimmetrikus struktúrákat, és az új térkép tükrözi azt. Ebben a vetületben a mágneses tereket spirálisan a galaktikus korong síkjával párhuzamosan sorolják fel. Ez az irány ellentétes a korong fölött és alatt, és a Faraday térképen megfigyelt szimmetriák a galaktikus korongon belüli helyünkből származnak. Itt láthatjuk mind a nagy, mind a kis szerkezeteket, amelyek kapcsolódnak a turbulens, dinamikus Tejút gázszerkezetekhez. Ez az új térképalgoritmus nagyszerű oldalvonallal is rendelkezik ... jellemzi ezen struktúrák méreteloszlását. A nagyobbak határozottabbak, mint a kisebbek, ami normális a turbulens rendszereknél. Ez a spektrum ezután összerakható a dinamika számítógépes modelljeivel - lehetővé téve a galaktikus dinamó modellek bonyolult tesztelését.
Ez a hihetetlen új térkép nem csupán egy csodálatos arc a csillagászatban. Az extragalaktikus mágneses mezőkkel kapcsolatos információk biztosításával lehetővé teszjük a rádióteleszkóp-projektek, például a LOFAR, az eVLA, az ASKAP, a Meerkat és az SKA új magasságokba való emelkedését. Ezzel a Faraday Sky további frissítései lesznek, és feltárják a galaktikus mágneses mezők eredetének rejtélyét.
Eredeti történet forrása: Max Planck Intézet az asztrofizikához. További olvasathoz: A galaktikus Faraday égének továbbfejlesztett térképe ”. Töltse le a térképet ITT.
