Галактика Чумацький Шлях має власне магнітне поле. Він надзвичайно слабкий порівняно із земним; тисячі разів слабкіше, насправді. Але астрономи хочуть дізнатися більше про це через те, що воно може розповісти нам про утворення зірок, космічні промені та безліч інших астрофізичних процесів.
Команда астрономів з Університету Кертіна в Австралії та CSIRO (Співдружність наукових та промислових дослідницьких організацій) вивчали магнітне поле Чумацького Шляху і опублікували найповніший каталог вимірювань магнітного поля Чумацького Шляху в 3D.
Стаття озаглавлена «Низькочастотні обертання Фарадея у напрямку до пульсарів за допомогою LOFAR: зондування 3D-галактичного магнітного поля 3D». Він був опублікований у щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства у квітні 2019 року. Головним автором є доктор Шарлотта Собі, доцент університету Кертіна. До складу команди входять вчені з Канади, Європи та Південної Африки.
Команда працювала з LOFAR, або низькочастотним масивом, європейським радіотелескопом. LOFAR працює на радіочастотах нижче 250 МГц і складається з безлічі антен, розповсюджених на території 1500 км в Європі, з основним ядром у Нідерландах.
Команда зібрала найбільший на сьогодні каталог магнітного поля та напрямки до пульсарів. Маючи ці дані, вони змогли оцінити зменшення напруженості поля Чумацького Шляху на відстані від площини галактики, де знаходяться спіральні руки.
У прес-релізі провідний автор Собей сказав: "Ми використовували пульсари для ефективного зондування магнітного поля Галактики в 3-D. Пульсари розподіляються по Чумацькому Шляху, і втручається матеріал у Галактиці впливає на їх радіохвильове випромінювання. "
Вільні електрони і магнітне поле в нашій Галактиці між пульсаром і нами впливають на радіохвилі, випромінювані пульсарами. В інтерв’ю електронною поштою з доктором Собе вона сказала нам: "Хоча ці ефекти потрібно виправити, щоб вивчити сигнали пульсарів, вони дійсно корисні для надання інформації про нашу Галактику, яку неможливо отримати іншим чином".
Коли радіохвилі пульсара подорожують по галактиці, вони піддаються ефекту, званому дисперсією, завдяки втручанню вільних електронів. Це означає, що радіохвилі більш високої частоти надходять швидше, ніж хвилі нижчої частоти. Дані LOFAR дозволяють астрономам вимірювати цю різницю, яку називають "мірою дисперсії" або DM. DM повідомляє астрономам, скільки вільних електронів знаходиться між нами та пульсаром. Якщо DM вище, це означає, що або пульсар знаходиться далі, або міжзоряне середовище щільніше.
Це лише один із факторів вимірювання магнітного поля Чумацького Шляху. Інша включає щільність електронів та магнітне поле міжзоряного середовища.
Пульсарні викиди часто поляризовані, і коли поляризоване світло проходить через плазму з магнітним полем, площина обертання обертається. Це називається обертання Фарадея або Ефект Фарадея. Радіотелескопи можуть вимірювати це обертання, і його називають мірою обертання Фарадея. За словами доктора Собея, «Це говорить нам про кількість вільних електронів і силу магнітного поля, паралельної лінії зору, а також напрям сітки. Чим більша абсолютна RM означає більше електронів та / або більше напруженість поля через великі відстані або до площини Галактики. "
Маючи в своєму розпорядженні ці дані, тоді дослідники оцінили середню напруженість магнітного поля Чумацького Шляху до кожного пульсару в каталозі, розділивши міру обертання на дисперсійну міру. І ось вони створили карту. Кожне окреме пульсарне вимірювання - це одна точка на карті. Як розповів Space Magazine доктор Собей, "Отримання цих вимірювань для великої кількості пульсарів (які мають вимірювання або оцінки відстані) дозволяє нам реконструювати карту структури галактичної щільності електронів і магнітного поля в 3-D".
Отже, що корисного для того, щоб мати карту магнітної структури Чумацького Шляху в 3D?
Магнітне поле галактики впливає на всі види астрофізичних процесів у різних масштабах сили та відстані.
Магнітне поле формує шлях, яким йдуть космічні промені. Тож, коли астрономи вивчають віддалене джерело космічних променів, як активне галактичне ядро (АГН), пізнання сили магнітного поля може допомогти їм зрозуміти свій предмет дослідження.
Магнітне поле галактики також грає роль у формуванні зірок. Хоча ефект до кінця не вивчений, сила магнітного поля може впливати на молекулярні хмари. Собі сказав UT: "У менших масштабах (за порядком парсекса) магнітні поля відіграють роль у формуванні зірок, надто слабке або сильне поле в молекулярній хмарі, можливо, гальмує обвал хмари в зоряну систему".
Цей новий каталог заснований на спостереженнях 137 пульсарів на північному небі. Автори кажуть, що їхній каталог «покращує точність існуючих вимірювань РМ в середньому на 20…» Вони також кажуть «В цілому наш початковий низькочастотний каталог надає цінну інформацію про 3D-структуру Галактичного магнітного поля».
Але доктор Собе ще не завершив картування сили магнітного поля Чумацького Шляху. Зараз вона використовує австралійський масив Мерчісон Widefield для створення магнітного поля на південному небі. І обидва ці зусилля щодо відображення карт ведуть до чогось кращого.
Найбільший у світі радіотелескоп зараз знаходиться на стадії планування. Він називається квадратний кілометровий масив (СКА), і він буде побудований як в Австралії, так і в Південній Африці. Його приймальні станції простягнуться до 3000 кілометрів (1900 миль) від його центрального ядра. Її масивні розміри та відстань між приймачами дадуть нам найвищу роздільну здатність у всій астрономії.
У своєму дописі в блозі CSIRO доктор Собей сказав: «Моя робота в майбутньому буде зосереджена на тому, щоб розвивати науку за допомогою телескопа SKA, який зараз переходить до завершальних етапів планування. Однією з довготермінових цілей науки про СКА є революція в нашому розумінні нашої галактики, включаючи створення детальної карти структури нашої галактики (що складно, оскільки ми розташовані всередині неї!), Особливо її магнітного поля. "
Магнітне поле Чумацького Шляху нікуди не заховатиметься.
Більше:
- Прес-реліз: Картування магнітного поля нашої галактики
- Дослідження: Низькочастотні заходи обертання Фарадея у напрямку пульсарів за допомогою LOFAR: зондування 3D-галактичного галогенного магнітного поля
- Інтерактивна карта LOFAR
