Hiljuti vaatasime väga ebatavalist tüüpi kaarti - Faraday taevast. Nagu kõigil galaktikatel, on ka meie endil magnetiline “isiksus”, kuid see, kust need väljad pärinevad ja kuidas need on loodud, on tõeline mõistatus. Teadlased on alati lihtsalt eeldanud, et need on loodud mehaaniliste protsesside abil, nagu need toimuvad Maa sisemuses ja Päikeses. Uus uuring annab teadlastele veelgi parema ülevaate galaktiliste magnetväljade struktuurist, nagu meie galaktikas näha on.
Meeskond eesotsas Max Plancki astrofüüsika instituudiga (MPA) kogus oma teabe ja koostas selle teoreetiliste simulatsioonidega, et luua veel üks detailne magnetilise taevakaart. Nagu selgitab NRL-i dr Tracy Clarke, uurimisrühma liige: “Nende uute tehnikate rakendamise võti on see, et see projekt koondab üle 30 teadlase 26 erineva projektiga ja üle 41 000 mõõtmise kogu taevas. Saadud andmebaas võrdub kogu taeva lisamisega allikatele, mille nurgavahe on kaks täiskuud. " See tohutu hulk andmeid annab uue "taeva" ilme, mis võimaldab teadlastel Linnutee magnetstruktuuri võimalikult detailselt mõõta.
Mis on sellel kaardil nii uut? Seekord vaatleme kogust, mida nimetatakse Faraday sügavuseks - idee sõltub magnetväljadele seatud vaatevälja teabest. See loodi ühendades enam kui 41 000 ainsat mõõtmist, mis seejärel ühendati uue pildi rekonstrueerimise meetodi abil. Sel juhul on kõik MPA teadlased uue valdkonna teabevälja teooria spetsialistid. NRLi kaugseire osakonnas töötav dr Tracy Clarke kuulub rahvusvaheliste raadioastronoomide meeskonda, kes edastas andmebaasi raadiovaatlusi. See on magnetism suures plaanis ... ja annab isegi väikseimad magnetilised omadused, mis võimaldavad teadlastel paremini mõista galaktiliste gaaside turbulentsi olemust.
Faraday efekti kontseptsioon pole uus. Teadlased on neid välju jälginud ja mõõtnud viimase pooleteise sajandi jooksul. Kuidas seda tehakse? Kui polariseeritud valgus läbib magnetiseeritud keskkonda, libiseb polarisatsiooni tasand ... seda protsessi nimetatakse Faraday pöörlemiseks. Pöörde suurus näitab välja suunda ja tugevust ning seeläbi ka selle omadusi. Polariseeritud valgust tekitatakse ka raadioallikatest. Erinevate sageduste kasutamisel saab ka Faraday pöörlemist sellel alternatiivsel viisil mõõta. Kõigi nende ainulaadsete mõõtmiste kombineerimise kaudu saavad teadlased kogu Linnutee kaudu saada teavet ühe tee kohta. „Suure pildi” edasiseks täiustamiseks tuleb teavet koguda mitmesugustest allikatest - see tuleb täita 26 erineva vaatlusprojektiga, mis hõlmasid kokku 41 330 individuaalset mõõtmist. Suuruse saamiseks võite saada umbes ühe raadioallika taeva ruutkraadi kohta!
Isegi sellise sügavusega on lõunataevas endiselt piirkondi, kus vaid mõned mõõtmised on kataloogitud. Lünkade täitmiseks ja realistlikuma ülevaate saamiseks peavad teadlased „interpoleerima olemasolevad salvestatud andmepunktid”. Seda tüüpi andmed põhjustavad siiski täpsuse probleeme. Ehkki võite arvata, et täpsematel mõõtmistel oleks kaardile kõige suurem mõju, pole teadlased päris kindlad, kui usaldusväärne võib üksik mõõtmine olla - eriti kui neid saaks mõjutada ümbritsev keskkond. Sel juhul ei ole kõige täpsemad mõõtmised kaardistamispunktides alati kõrgeimad. Nagu Heisenberg, on ka mõõtmiste saamise protsessiga seotud ebakindlus, kuna see protsess on nii keeruline. Vaid üks väike viga võib põhjustada kaardi sisu tohutu moonutamise.
Tänu MPA koostatud algoritmile suudavad teadlased piltide kokku panemisel seda tüüpi raskustega enesekindlalt silmitsi seista. Algoritmis, mida nimetatakse laiendatud kriitiliseks filtriks, kasutatakse tööriistu uutest distsipliinidest, mida tuntakse teabevälja teooriana - väljadele rakendatav loogiline ja statistiline meetod. Siiani on see osutunud tõhusaks vigade likvideerimise meetodiks ja on osutunud kasulikuks ka muudele teadusvaldkondadele, näiteks meditsiin või geograafia, mitmesuguste kujutise- ja signaalitöötlusrakenduste jaoks.
Ehkki see uus kaart on suurepärane abimees meie enda galaktika uurimisel, aitab see sillutada teed ka teadlaste uurimiseks, kes uurivad ka galaktikaväliseid magnetvälju. Kuna tulevik pakub uut tüüpi raadioteleskoope, nagu LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT ja SKA, on kaardil Faraday efekti mõõtmise peamine ressurss - see võimaldab teadlastel pilti värskendada ja parandada meie arusaamist kosmeetika päritolust. galaktilised magnetväljad.
Algne lugu Allikas: mereväe teaduslabori uudised.
