Кудо науковцям Інституту Макса Планка та міжнародної команди радіоастрономів за неймовірно детальну нову карту магнітних полів нашої галактики! Ця унікальна карта всього неба перевершила своїх попередників і дає нам уявлення про структуру магнітного поля Чумацького Шляху за межами всього, що досі бачили. Що такого особливого в цьому? Він показує нам якість, відому як глибина Фарадея - концепція, яка працює уздовж конкретної лінії зору. Для побудови карти було зібрано дані з 41 000 вимірювань, зібраних за допомогою нової методики реконструкції зображень. Зараз ми можемо побачити не тільки основну структуру галактичних полів, але й менш очевидні риси, такі як турбулентність в галактичному газі.
Отже, що саме означає нова карта такого типу? Усі галактики мають магнітні поля, але їх джерелом є таємниця. Наразі ми можемо лише здогадуватися, що вони відбуваються через динамо-процеси ... де механічна енергія перетворюється на магнітну енергію. Цей тип створення є абсолютно нормальним і трапляється тут, на Землі, Сонці та навіть у меншому масштабі, як радіо з ручним приводом - або фарарей Фарадея! Показавши нам, де в Чумацькому Шляху бувають структури магнітного поля, ми можемо краще зрозуміти галактичні динамо.
Протягом останнього півтора століття нам відомо про обертання Фарадея, і вчені використовують його для вимірювання космічних магнітних полів. Ця дія відбувається, коли поляризоване світло проходить через намагнічене середовище і площина поляризації обертається. Величина повороту залежить від сили та напрямку магнітного поля. Спостерігаючи обертання, ми можемо додатково зрозуміти властивості втручаються магнітних полів. Радіоастрономи збирають і досліджують поляризоване світло з далеких радіоджерел, що проходять через нашу галактику на шляху до нас. Про ефект Фарадея можна судити, вимірюючи поляризацію джерела на різних частотах. Однак ці вимірювання можуть розповісти лише про один шлях через Чумацький Шлях. Щоб побачити речі в цілому, потрібно знати, скільки джерел розкидано по видимому небу. Тут важливу роль відіграла міжнародна група радіоастрономів. Вони довели дані 26 різних проектів, які дали загальну кількість 41 300 точних джерел - в середньому близько одного джерела радіо на квадратний градус неба.
Хоча це звучить як велика кількість інформації, все-таки насправді недостатньо. Є величезні райони, особливо на південному небі, де існує лише кілька вимірювань. Через брак даних нам доводиться інтерполювати між наявними точками даних, і це створює власні проблеми. По-перше, точність змінюється, і більш точні вимірювання повинні допомогти. Крім того, астрономи не зовсім впевнені, наскільки надійним може бути одне вимірювання - вони просто повинні найкраще здогадатися, виходячи з того, яку інформацію вони мають. Проте існують і інші проблеми. Існують невизначеності вимірювань через складний характер процесу. Невелика помилка може зрости вдесятеро, і це може перекрутити карту, якщо її не виправити. Щоб вирішити ці проблеми, вчені з MPA розробили новий алгоритм збору зображень, названий «розширеним критичним фільтром». У своєму створенні команда використовує інструменти, запропоновані новою дисципліною, відомою як теорія інформаційного поля - потужний інструмент, який поєднує логічні та статистичні методи з прикладними полями та укладає їх у відповідь на неточну інформацію. Ця нова робота є захоплюючою, оскільки її також можна застосувати до інших місць зображення та обробки сигналів у альтернативних наукових областях.
«Крім детальної карти глибини Фарадея (рис. 1), алгоритм надає карту невизначеностей (рис. 2). Особливо в галактичному диску і в менш добре спостерігається області навколо південного небесного полюса (нижній правий квадрант) невизначеності значно більше. " каже команда. “Щоб краще підкреслити структури в галактичному магнітному полі, на малюнку 3 (вище) ефект галактичного диска було знято, щоб слабкіші ознаки над і під галактичним диском були більш помітними. Це виявляє не тільки помітну горизонтальну смугу газового диска нашого Чумацького Шляху посередині картини, але й те, що напрямки магнітного поля, здається, є протилежними вище та під диском. Аналогічна зміна напрямку також відбувається між лівою та правою сторонами зображення, від однієї сторони від центру Чумацького Шляху до іншого ».
Доброю новиною є те, що теорія галактичного динамо, здається, виявлена на місці. Він передбачив симетричні структури, і нова карта відображає це. У цій проекції магнітні поля вишикуються паралельно площині галактичного диска по спіралі. Цей напрямок протилежний вище та нижче диска, і спостережувані симетрії на карті Фарадея виникають із нашого розташування всередині галактичного диска. Тут ми бачимо як великі, так і малі структури, пов'язані з бурхливими, динамічними газовими структурами Чумацького Шляху. Цей новий алгоритм карти також має чудову бічну лінію ... він характеризує розподіл розмірів цих структур. Більші є більш визначеними, ніж менші, що є нормальним для турбулентних систем. Цей спектр може бути складений у порівнянні з комп'ютерними моделями динаміки - що дозволяє складні випробування моделей галактичних динамо.
Ця неймовірна нова карта - це не просто ще одне гарне обличчя в астрономії. Надаючи інформацію про екстрагалактичні магнітні поля, ми даємо можливість радіотелескопським проектам, таким як LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat і SKA, піднятися на нові висоти. З цим надійде ще більше оновлень до неба Фарадея і розкриється таємниця походження галактичних магнітних полів.
Оригінальне джерело історії: Інститут Макса Планка з випуску новин з астрофізики. Для подальшого читання: вдосконалена карта галактичного неба Фарадей ». Завантажте карту ТУТ
