Кудо на учените от Института Макс Планк и международен екип от радиоастрономи за невероятно подробна нова карта на магнитните полета на нашата галактика! Тази уникална карта на цялото небе надмина своите предшественици и ни дава представа за структурата на магнитното поле на Млечния път отвъд всичко досега видяно. Какво е толкова специално в този? Показва ни качество, известно като дълбочина Faraday - концепция, която работи по специфична линия на зрение. За да се изгради картата, данните бяха събрани от 41 000 измервания, събрани от нова техника за реконструкция на изображения. Вече можем да видим не само основната структура на галактическите полета, но и по-малко очевидни характеристики като турбулентност в галактически газ.
И така, какво точно означава нова карта от този вид? Всички галактики притежават магнитни полета, но източникът им е загадка. Към настоящия момент можем само да гадаем, че възникват поради динамо процеси ..., където механичната енергия се трансформира в магнитна енергия. Този тип творения са напълно нормални и се случват тук, на Земята, Слънцето и дори в по-малък мащаб като радио с ръчно задвижване на крака - или фенерче Фарадей! Показвайки ни къде се срещат структури на магнитно поле в Млечния път, можем да постигнем по-добро разбиране на галактическите динамове.
През последния век и половина знаем за въртенето на Фарадей и учените го използват за измерване на космически магнитни полета. Това действие се случва, когато поляризираната светлина преминава през намагнетизирана среда и равнината на поляризация се върти. Количеството на завой зависи от силата и посоката на магнитното поле. Чрез наблюдение на въртенето можем да разберем допълнително свойствата на интервенционните магнитни полета. Радиоастрономите събират и изследват поляризираната светлина от далечни радиоизточници, минаващи през нашата галактика на път към нас. Ефектът на Фарадей може да се прецени чрез измерване на поляризацията на източника на различни честоти. Тези измервания обаче могат да ни кажат само за единствения път през Млечния път. За да видите нещата като цяло, човек трябва да знае колко източници са разпръснати по видимото небе. Тук международната група радиоастрономи играе важна роля. Те доказаха данни от 26 различни проекта, които дадоха общо 41 300 точни източника - средно около един радиоизточник на квадратен градус небе.
Въпреки че това звучи като много информация, все още не е достатъчно. Има огромни зони, особено в южното небе, където има само няколко измервания. Поради тази липса на данни, трябва да интерполираме между съществуващите точки от данни и това създава собствени проблеми. Първо, точността варира и по-точните измервания трябва да помогнат. Освен това астрономите не са точно сигурни доколко надеждно може да бъде едно единствено измерване - те просто трябва да вземат най-доброто си предположение въз основа на каква информация разполагат. Все пак съществуват и други проблеми. Има несигурност на измерванията поради сложния характер на процеса. Една малка грешка може да се увеличи десетократно и това може да обърка картата, ако не бъде коригирана. За да помогнат за отстраняването на тези проблеми, учените от MPA разработиха нов алгоритъм за заснемане на изображения, наречен „разширен критичен филтър“. При създаването си екипът използва инструменти, предоставени от новата дисциплина, известна като теория на информационните полета - мощен инструмент, който съчетава логически и статистически методи с приложени полета и ги подрежда срещу неточна информация. Тази нова работа е вълнуваща, защото може да се приложи и за други места за обработка на изображения и обработка на сигнали в алтернативни научни области.
„В допълнение към подробната карта на дълбочината на Фарадей (фиг. 1) алгоритъмът предоставя карта на несигурността (фиг. 2). Особено в галактическия диск и в по-слабо наблюдавания регион около южния небесен полюс (долния десен квадрант), несигурността е значително по-голяма. " казва екипът. „За да се подчертае по-добре структурите в галактическото магнитно поле, на фигура 3 (по-горе) ефектът на галактическия диск е премахнат, така че по-слабите характеристики над и под галактическия диск са по-видими. Това разкрива не само забележимата хоризонтална лента на газовия диск на нашия Млечен път в средата на снимката, но също така, че направленията на магнитното поле изглежда са срещу и под диска. Аналогична промяна на посоката се случва и между лявата и дясната страна на изображението, от едната страна на центъра на Млечния път към другата. "
Добрата новина е, че теорията за галактическото динамо изглежда е на място. Той е предвидил симетрични структури и новата карта го отразява. В тази проекция магнитните полета са разположени паралелно на равнината на галактическия диск по спирала. Тази посока е противоположна над и под диска и наблюдаваните симетрии в картата на Фарадей възникват от нашето местоположение в рамките на галактическия диск. Тук виждаме както големи, така и малки структури, свързани с бурните, динамични газови структури на Млечния път. Този нов алгоритъм за карта също има страхотна странична линия ... той характеризира разпределението на размера на тези структури. По-големите са по-окончателни от по-малките, което е нормално за турбулентните системи. След това този спектър може да бъде подреден спрямо компютърните модели на динамиката - позволявайки сложни тестове на галактическите динамо модели.
Тази невероятна нова карта е повече от просто още едно хубаво лице в астрономията. Предоставяйки информация за екстрагалактични магнитни полета, ние даваме възможност на проекти за радиотелескопи като LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat и SKA да се издигнат до нови висоти. С това ще дойдат още повече актуализации на небето Фарадей и ще разкрият мистерията на произхода на галактическите магнитни полета.
Оригинален източник на история: Институт Макс Планк за новини за астрофизиката. За допълнително четене: Подобрена карта на галактическото небе на Фарадей ”. Изтеглете картата ТУК.
