Наскоро разгледахме един много необичаен тип карта - Фарадейското небе. Както всички галактики, и нашата има магнетична „личност“, но точно откъде идват тези полета и как са създадени е истинска загадка. Изследователите винаги са предполагали, че са създадени от механични процеси като тези, които се случват във вътрешността на Земята и Слънцето. Сега ново проучване ще даде на учените още по-добро разбиране за структурата на галактическите магнитни полета, както се вижда в цялата ни галактика.
Екипът, воден от Института за астрофизика Макс Планк (MPA), събра тяхната информация и я състави с теоретични симулации, за да създаде още една подробна карта на магнитното небе. Както д-р Трейси Кларк, член на изследователския екип на NRL, обяснява: „Ключът към прилагането на тези нови техники е, че този проект обединява над 30 изследователи с 26 различни проекта и над 41 000 измервания в небето. Получената база данни е еквивалентна на разпръскване на цялото небе с източници, разделени с ъглово разстояние от две пълнолуния. Това огромно количество данни предоставя нов вид на всички небеса, който ще позволи на учените да измерват магнитната структура на Млечния път в минимални детайли.
Кое е толкова „ново“ в тази карта? Този път разглеждаме количество, наречено дълбочина на Фарадей - идея, зависима от информацията за зрението, зададена на магнитните полета. Той е създаден чрез комбиниране на повече от 41 000 единични измервания, които след това са комбинирани с помощта на нов метод за реконструкция на изображението. В този случай всички изследователи в MPA са специалисти по новата дисциплина на теорията на информационното поле. Д-р Трейси Кларк, който работи в отдела за дистанционно наблюдение на NRL, е част от екипа от международни радиоастрономи, които предоставиха радио наблюденията за базата данни. Това е магнетизъм в голям мащаб ... и придава дори и най-малките магнитни характеристики, които ще позволят на учените да разберат по-нататък същността на галактическите газови турбуленции.
Концепцията за ефекта на Фарадей не е нова. Учените наблюдават и измерват тези полета през последния век и половина. Как се прави? Когато поляризираната светлина преминава през намагнетизирана среда, равнината на поляризацията се преобръща ... процес, известен като въртене на Фарадей. Количеството на въртене показва посоката и силата на полето и съответно неговите свойства. Поляризирана светлина се генерира и от радио източници. Използвайки различни честоти, въртенето на Фарадей може да бъде измерено и по този алтернативен начин. Комбинирайки всички тези уникални измервания, изследователите могат да получат информация за един път през Млечния път. За по-нататъшно подобряване на „голямата картина“ информацията трябва да бъде събрана от различни източници - необходимост, изпълнена от 26 различни наблюдателни проекта, които обединяват общо 41 330 индивидуални измервания. За да ви даде представа за размера, това в крайна сметка е около един радиоизточник на квадратен градус небе!
Дори и с тази дълбочина все още има области в южното небе, където са регистрирани само няколко измервания. За да попълнят празнините и да дадат по-реалистичен поглед, изследователите „трябва да интерполират между съществуващите точки от данни, които са записали“. Този тип данни обаче създава някои проблеми с точността. Макар да мислите, че по-точните измервания биха имали най-голямо влияние върху картата, учените не са съвсем сигурни доколко може да бъде всяко отделно измерване - особено когато може да бъде повлияно от околната среда около тях. В този случай най-точните измервания не винаги се класират най-високо в точките за картографиране. Подобно на Хайзенберг, има несигурност, свързана с процеса на получаване на измервания, тъй като процесът е толкова сложен. Само една малка грешка може да доведе до огромни изкривявания в съдържанието на картата.
Благодарение на алгоритъм, създаден от MPA, учените са в състояние да се сблъскат с увереност с тези видове трудности, докато събират изображенията. Алгоритъмът, наречен „разширен критичен филтър“, използва инструменти от нови дисциплини, известни като теория на информационните полета - логически и статистически метод, приложен към полетата. Досега той се оказа ефективен метод за премахване на грешки и дори се доказа като предимство на други научни области като медицина или география за редица приложения за обработка на изображения и сигнали.
Въпреки че тази нова карта е чудесен помощник за изучаване на нашата собствена галактика, тя ще помогне да проправи пътя и за изследователите, изучаващи екстрагалактични магнитни полета. Тъй като бъдещето предоставя нови видове радиотелескопи като LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT и SKA, картата ще бъде основен ресурс за измервания на ефекта на Фарадей - позволява на учените да актуализират изображението и да разширят нашето разбиране за произхода на галактически магнитни полета.
Оригинален източник на история: News Naval Research Laboratory News.
