Kudos Max Plancki Instituudi teadlastele ja raadioastronoomide rahvusvahelisele meeskonnale meie galaktika magnetväljade uskumatult üksikasjaliku uue kaardi saamiseks! See ainulaadne taevakaart on ületanud oma eelkäijad ja annab meile ülevaate Linnutee magnetvälja struktuurist kaugemale kui seni nähtud. Mis selles selles nii erilist on? See näitab meile kvaliteeti, mida tuntakse Faraday sügavusena - kontseptsiooni, mis töötab kindlal vaatealal. Kaardi koostamiseks liideti andmed uue pildi rekonstrueerimise tehnika abil kogutud 41 000 mõõtmise põhjal. Nüüd ei näe me mitte ainult galaktiliste väljade peamist struktuuri, vaid ka vähem ilmseid funktsioone, nagu näiteks turbulents galaktilise gaasi korral.
Mida see uus kaart täpselt tähendab? Kõigil galaktikatel on magnetväljad, kuid nende allikas on mõistatus. Praeguse seisuga võime vaid arvata, et need tekivad tänu dünamprotsessidele ... kus mehaaniline energia muundatakse magnetiliseks energiaks. Seda tüüpi loomine on täiesti normaalne ja juhtub siin Maal, Päikesel ja isegi väiksema skaalaga nagu käsitsi väntaga raadio või Faraday taskulamp! Näitades meile, kus Linnuteel esinevad magnetvälja struktuurid, saame parema ülevaate galaktiliste dünamotest.
Viimase pooleteise sajandi jooksul oleme Faraday pöörlemisest teada saanud ja teadlased kasutavad seda kosmiliste magnetväljade mõõtmiseks. See toiming toimub siis, kui polariseeritud valgus läbib magnetiseeritud keskkonda ja polarisatsiooni tasand pöörleb. Pöörde suurus sõltub magnetvälja tugevusest ja suunast. Pöörlemist jälgides saame täiendavalt aru sekkuvate magnetväljade omadustest. Raadioastronoomid koguvad ja uurivad kaugetest raadioallikatest pärit polariseeritud valgust, mis läbivad meie galaktikat teel meie poole. Faraday efekti saab seejärel hinnata, mõõtes allika polarisatsiooni erinevatel sagedustel. Need mõõtmised võivad meile siiski öelda ainult ühe tee Linnutee kaudu. Asjade tervikuna nägemiseks tuleb teada, kui palju allikaid on nähtava taeva kohal hajutatud. Seal mängis olulist rolli rahvusvaheline raadioastronoomide rühmitus. Nad tõestasid andmeid 26 erineva projekti kohta, mis andsid kokku 41 300 täpset allikat - keskmiselt umbes üks raadioallikas taeva ruutkraadi kohta.
Ehkki see kõlab nagu rikkalik teave, ei piisa sellest ikkagi piisavalt. Seal on tohutuid alasid, eriti lõunataevas, kus on olemas vaid üksikud mõõtmised. Selle andmete puudumise tõttu peame olemasolevate andmepunktide vahel interpoleerima ja see loob oma probleemid. Esiteks varieerub täpsus ja abiks peaksid olema täpsemad mõõtmised. Samuti pole astronoomid päris kindlad, kui usaldusväärne võib üks mõõtmine olla - nad peavad lihtsalt andma parima hinnangu selle põhjal, milline teave neil on. Sellegipoolest on muid probleeme. Protsessi keerukuse tõttu on mõõtmistega seotud ebamäärasusi. Väike viga võib tõusta kümme korda ja see võib kaarti muuta, kui seda ei parandata. Nende probleemide lahendamiseks töötasid MPA teadlased välja uue pildistamise algoritmi, mida nimetatakse laiendatud kriitiliseks filtriks. Meeskond kasutab oma loomisel vahendeid, mida pakub uus distsipliin, mida tuntakse teabevälja teooriana - võimas tööriist, mis ühendab rakendatud väljadele loogilisi ja statistilisi meetodeid ning koondab selle ebatäpse teabe vastu. See uus töö on põnev, kuna seda saab rakendada ka teistes pildistamis- ja signaalitöötluskohtades alternatiivsetes teadusvaldkondades.
“Lisaks üksikasjalikule Faraday sügavuskaardile (joonis 1) pakub algoritm ka määramatuste kaardi (joonis 2). Eriti galaktika ketta ja lõunapoolse taevapooluse (paremas allosas asuva) ümbritseva vähem hästi vaadeldava piirkonna puhul on ebakindlus märkimisväärselt suurem. ” ütleb meeskond. „Galaktika magnetvälja struktuuride paremaks rõhutamiseks on joonisel 3 (ülal) eemaldatud galaktilise ketta mõju, nii et galaktilise ketta kohal ja all olevad nõrgemad omadused on paremini nähtavad. See näitab mitte ainult pildi keskel meie Linnutee gaasiketta silmatorkavat horisontaalset riba, vaid ka seda, et magnetvälja suunad näivad ketta kohal ja all olevat vastupidised. Analoogne suunamuutus toimub ka pildi vasaku ja parema külje vahel, Linnutee keskpunkti ühelt küljelt teisele. ”
Hea uudis on see, et galaktilise dünamo teooria paistab olevat koha peal. See on ennustanud sümmeetrilisi struktuure ja uus kaart kajastab seda. Selles projektsioonis asetsevad magnetväljad spiraalselt paralleelselt galaktilise ketta tasapinnaga. See suund on ketta kohal ja allpool vastupidine ja Faraday kaardi vaadeldud sümmeetriad tulenevad meie asukohast galaktilise ketta sees. Siin näeme nii suuri kui ka väikeseid struktuure, mis on seotud turbulentsete, dünaamiliste Linnutee gaasistruktuuridega. Ka sellel uuel kaardialgoritmil on suurepärane külgjoon ... see iseloomustab nende struktuuride suuruse jaotust. Suuremad on täpsemad kui väiksemad, mis on turbulentsete süsteemide puhul normaalne. Selle spektri saab seejärel virnastada dünaamika arvutimudelitega - see võimaldab galaktiliste dünamode mudeleid keeruliselt testida.
See uskumatu uus kaart on midagi enamat kui lihtsalt üks astronoomia ilus nägu. Pakkudes teavet galaktikaväliste magnetväljade kohta, võimaldame raadioteleskoopide projektidel nagu LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat ja SKA tõusta uutele kõrgustele. Sellega tehakse Faraday taeva jaoks veelgi rohkem värskendusi ja ilmutatakse galaktiliste magnetväljade päritolu saladust.
Algne looallikas: Max Plancki astrofüüsika instituut. Edasiseks lugemiseks: parandatud kaart galaktilise Faraday taevast ”. Laadige kaart alla SIIT.
