Kudos znanstvenikom z Inštituta Max Planck in mednarodne ekipe radioastronomov za neverjetno podroben nov zemljevid magnetnih polj naše galaksije! Ta edinstveni zemljevid vsega neba je presegel svoje predhodnike in nam daje vpogled v strukturo magnetnega polja Mlečne poti nad vsem, kar smo videli do zdaj. Kaj je v tem posebnem? Prikazuje nam kakovost, znano kot Faradayeva globina - koncept, ki deluje po določeni vidljivosti. Za izdelavo zemljevida so bili zbrani podatki iz 41.000 meritev, zbranih z novo tehniko rekonstrukcije slike. Zdaj lahko vidimo ne samo večjo strukturo galaktičnih polj, temveč tudi manj očitne lastnosti, kot je turbulenca v galaktičnem plinu.
Kaj točno pomeni nov tovrstni zemljevid? Vse galaksije imajo magnetna polja, vendar je njihov vir skrivnost. Do zdaj lahko le ugibamo, da se pojavijo zaradi dinamoskih procesov ... kjer se mehanska energija pretvori v magnetno energijo. Ta vrsta ustvarjanja je povsem običajna in se dogaja tukaj na Zemlji, Soncu in celo v manjšem obsegu, kot je radio z ročnim motorjem - ali Faradayeva svetilka! Če nam pokažejo, kje v Mlečni poti nastajajo strukture magnetnega polja, lahko dobimo boljše razumevanje galaktičnih dinamov.
Zadnje stoletje in pol vemo o Faradayjevi rotaciji in znanstveniki jo uporabljajo za merjenje kozmičnih magnetnih polj. To dejanje se zgodi, ko polarizirana svetloba gre skozi magnetiziran medij in se ravnina polarizacije vrti. Količina obrata je odvisna od jakosti in smeri magnetnega polja. Z opazovanjem vrtenja lahko še bolj razumemo lastnosti vmešanih magnetnih polj. Radio astronomi zbirajo in pregledujejo polarizirano svetlobo iz oddaljenih radijskih virov, ki potekajo skozi našo galaksijo na poti do nas. Učinek Faradaya lahko nato presodimo z merjenjem polarizacije vira na različnih frekvencah. Vendar pa nam lahko te meritve povedo le o eni poti skozi Mlečno pot. Če želite videti stvari kot celoto, je treba vedeti, koliko virov je razpršenih po vidnem nebu. Tu je mednarodna skupina radioastronomov igrala pomembno vlogo. Dokazali so podatke iz 26 različnih projektov, ki so skupaj dobili 41.300 natančnih virov - v povprečju približno en radijski vir na kvadratni stopinji neba.
Čeprav se to sliši kot obilica informacij, še vedno ni dovolj. Obstaja ogromno območij, zlasti na južnem nebu, kjer obstaja le nekaj meritev. Zaradi pomanjkanja podatkov moramo interpolirati med obstoječimi podatkovnimi točkami, kar povzroča lastne težave. Prvič, natančnost se spreminja in pomagale bi natančnejše meritve. Tudi astronomi niso ravno prepričani, kako zanesljiva je lahko posamezna meritev - le na podlagi svojih informacij se morajo ugibati. Kljub temu obstajajo tudi drugi problemi. Zaradi kompleksne narave postopka obstajajo merilne negotovosti. Majhna napaka se lahko poveča za desetkrat, kar bi lahko spremenilo zemljevid, če ga ne odpravimo. Da bi odpravili te težave, so znanstveniki v MPA razvili nov algoritem za zajem slike, imenovan "razširjeni kritični filter". Pri svojem ustvarjanju ekipa uporablja orodja, ki jih ponuja nova disciplina, znana kot teorija informacijskega polja - močno orodje, ki logične in statistične metode meša v uporabna polja in jih zloži pred netočnimi informacijami. To novo delo je navdušujoče, saj ga je mogoče uporabiti tudi na drugih prizoriščih slik in obdelave signalov na nadomestnih znanstvenih področjih.
„Poleg podrobne karte globine Faradaya (slika 1) algoritem podaja tudi zemljevid negotovosti (slika 2). Negotovosti so bistveno večje v galaktičnem disku in v manj dobro opazovanem območju okoli južnega nebesnega pola (spodnji desni kvadrant). " pravi ekipa. „Da bi bolje poudarili strukture v galaktičnem magnetnem polju, je na sliki 3 (zgoraj) učinek galaktičnega diska odstranjen, tako da so šibkejše lastnosti nad in pod galaktičnim diskom vidnejše. To razkriva ne le viden vodoravni pas plinskega diska naše Mlečne poti na sredini slike, temveč tudi, da se zdi, da so smeri magnetnega polja nasproti diska in pod njim. Analogna sprememba smeri se zgodi tudi med levo in desno stranjo slike, od ene strani središča Mlečne poti do druge. "
Dobra novica je, da se zdi, da je teorija galaktičnega dinamovja na mestu. Napovedoval je simetrične strukture, novi zemljevid pa jo odraža. V tej projekciji so magnetna polja v spirali postavljena vzporedno z ravnino galaktičnega diska. Ta smer je nasprotna zgoraj in pod diskom, opazovane simetrije na Faradayevi karti pa izvirajo iz naše lokacije znotraj galaktičnega diska. Tu vidimo velike in majhne strukture, povezane z nemirnimi, dinamičnimi plinskimi strukturami Mlečne poti. Ta novi algoritem zemljevida ima tudi veliko stransko črto ... označuje porazdelitev teh struktur po velikosti. Večji so dokončnejši od manjših, kar je normalno za turbulentne sisteme. Ta spekter se lahko nato zloži glede na računalniške modele dinamike - kar omogoča zapleteno testiranje modelov galaktičnih dinamovcev.
Ta neverjetni novi zemljevid je več kot le še en lep obraz astronomije. Z zagotavljanjem informacij o ekstragalaktičnih magnetnih poljih omogočamo projektom radijskih teleskopov, kot so LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat in SKA, da se dvignejo na nove višine. S tem bo prišlo še več posodobitev Faradayevega neba in razkrilo skrivnost nastanka galaktičnih magnetnih polj.
Izvirni vir zgodb: Institut Max Planck za novice o astrofiziki. Za nadaljnje branje: Izboljšana karta galaktičnega neba Faraday ”. Zemljevid naložite TUKAJ
