Paukščių Tako galaktika turi savo magnetinį lauką. Jis yra labai silpnas, palyginti su žeme; tūkstančius kartų silpnesnė. Bet astronomai nori sužinoti daugiau apie tai, nes tai gali mums pasakyti apie žvaigždžių susidarymą, kosminius spindulius ir daugybę kitų astrofizinių procesų.
Australijos Curtino universiteto astronomų ir CSIRO (Sandraugos mokslo ir pramonės tyrimų organizacijos) komanda tyrinėjo Paukščių Tako magnetinį lauką ir paskelbė išsamiausią Paukščių Tako magnetinio lauko matavimų katalogą 3D formatu.
Straipsnis pavadintas „Žemo dažnio Faradėjaus sukimosi dažnis pulsatorių atžvilgiu naudojant LOFAR: tiriant 3D galaktikos halogeninį magnetinį lauką“. Jis buvo paskelbtas mėnesiniuose Karališkosios astronomijos draugijos pranešimuose 2019 m. Balandžio mėn. Pagrindinis autorius yra dr. Charlotte Sobey, Curtino universiteto universiteto bendradarbis. Komandą sudaro mokslininkai iš Kanados, Europos ir Pietų Afrikos.
Komanda dirbo su LOFAR arba Europos radijo teleskopu Low-Frequency Array. LOFAR veikia radijo dažniais, žemesniais nei 250 MHz, ir susideda iš daugelio antenų, išsidėsčiusių 1500 km plote Europoje, o jos branduolys yra Nyderlanduose.
Komanda surinko didžiausią iki šiol katalogą apie magnetinio lauko stiprumą ir kryptis pulsatorių link. Turėdami šiuos duomenis, jie galėjo įvertinti mažėjantį Paukščių Tako lauko stiprumą atstumu nuo galaktikos plokštumos, kur yra spiralinės rankos.
Pranešime spaudai pagrindinis autorius Sobey teigė: „Mes panaudojome pulsavus, kad efektyviai patikrintume galaktikos magnetinį lauką 3D. Pulsoriai yra pasiskirstę visame Paukščių Take, o „Galaktikoje“ esanti medžiaga daro įtaką jų radijo bangų sklaidai. “
Laisvieji elektronai ir magnetinis laukas mūsų galaktikoje tarp pulsato ir mūsų veikia radijo bangas, kurias skleidžia pulsarai. Interviu el. Paštu su dr. Sobey ji mums pasakė: „Nors šiuos efektus reikia taisyti, norint ištirti pulsatorių signalus, jie yra tikrai naudingi teikiant informaciją apie mūsų galaktiką, kurios kitaip gauti nebūtų įmanoma“.
Kai pulsaro radijo bangos sklinda per galaktiką, dėl įsikišančių laisvųjų elektronų jiems daromas poveikis, vadinamas dispersija. Tai reiškia, kad aukštesnio dažnio radijo bangos ateina greičiau nei žemesnio dažnio bangos. LOFAR duomenys leidžia astronomams išmatuoti šį skirtumą, vadinamą „dispersijos matavimu“ arba DM. DM nurodo astronomams, kiek laisvų elektronų yra tarp mūsų ir pulsaro. Jei DM yra didesnis, tai reiškia, kad pulsaras yra arčiau, arba tarpžvaigždinė terpė yra tankesnė.
Tai tik vienas iš veiksnių matuojant Paukščių Tako magnetinį lauką. Kitas apima elektronų tankį ir tarpžvaigždinės terpės magnetinį lauką.
„Pulsar“ spinduliavimas dažnai yra poliarizuotas, o kai poliarizuota šviesa plazmoje sklinda magnetiniu lauku, sukimosi plokštuma sukasi. Tai vadinama „Faraday Rotation“ arba „Faraday Effect“. Radijo teleskopai gali išmatuoti tą sukimąsi, ir jis vadinamas Faradėjaus sukimosi matavimu (RM). Pasak dr. Sobey, „Tai rodo laisvųjų elektronų skaičių ir magnetinio lauko stiprumą lygiagrečiai regėjimo linijai, taip pat tinklo kryptį. Didesnis absoliutusis RM reiškia daugiau elektronų ir (arba) didesnį lauko stiprumą dėl didesnių atstumų ar link galaktikos plokštumos. “
Turėdami šiuos duomenis, tyrėjai apskaičiavo vidutinį Paukščių Tako magnetinio lauko stiprį link kiekvieno katalogo pulso, padaliję sukimosi matą iš dispersijos. Ir taip jie sukūrė žemėlapį. Kiekvienas pulsaro matavimas yra vienas taškas žemėlapyje. Kaip sakė dr. Sobey „Space Magazine“, „Gavę šiuos daugybės pulsų (turinčių atstumo matavimus ar įvertinimus) matavimus, galime rekonstruoti 3D 3D galaktikos elektronų tankio ir magnetinio lauko struktūros žemėlapį“.
Taigi, ką naudinga turėti Pieno kelio magnetinės struktūros žemėlapį 3D formatu?
Galaktikos magnetinis laukas veikia įvairius astrofizinius procesus skirtingu stiprumo ir atstumo mastu.
Magnetinis laukas formuoja kelią, kuriuo eina kosminiai spinduliai. Taigi, kai astronomai tyrinėja tolimą kosminių spindulių šaltinį, pavyzdžiui, aktyvųjį galaktikos branduolį (AGN), žinojimas apie magnetinio lauko stiprumą gali padėti jiems suprasti savo tyrimo objektą.
Galaktikos magnetinis laukas taip pat vaidina vaidmenį formuojant žvaigždes. Nors poveikis nėra visiškai suprantamas, magnetinio lauko stiprumas gali paveikti molekulinius debesis. Sobey sakė UT: „Mažesniais masteliais (pagal parsičius) magnetiniai laukai vaidina svarbų vaidmenį formuojant žvaigždes, o per silpnas ar stiprus laukas molekuliniame debesyje gali užkirsti kelią debesies sugriuvimui į žvaigždžių sistemą“.
Šis naujas katalogas yra paremtas 137 pulso stebėjimais šiaurės danguje. Autoriai sako, kad jų katalogas „pagerina esamų RM matavimų tikslumą vidutiniškai 20 kartų“. Jie taip pat sako: „Apskritai, mūsų pradinis žemų dažnių katalogas pateikia vertingos informacijos apie galaktikos magnetinio lauko 3D struktūrą“.
Tačiau dr. Sobey dar nėra baigęs kartoti Paukščių Tako magnetinio lauko stiprumo. Dabar ji naudoja Australijos „Murchison Widefield Array“, norėdama apibūdinti magnetinį lauką pietiniame danguje. Ir abu šie žemėlapių kūrimo bandymai veda prie to, kas geresnė.
Didžiausias pasaulyje radijo teleskopas yra planavimo etape. Jis vadinamas kvadratinių kilometrų masyvu (SKA) ir bus pastatytas tiek Australijoje, tiek Pietų Afrikoje. Jo priėmimo stotys išsidės 3000 km (1900 mylių) atstumu nuo jos centrinės šerdies. Didelis jo dydis ir atstumas tarp imtuvų suteiks mums aukščiausios raiškos vaizdus visoje astronomijoje.
CSIRO tinklaraščio įraše dr. Sobey teigė: „Ateityje mano darbas bus sutelktas į mokslą su SKA teleskopu, kuris šiuo metu yra paskutiniame planavimo etapo etape. Vienas iš ilgalaikių SKA mokslo tikslų yra perversti mūsų supratimą apie mūsų galaktiką, įskaitant išsamų mūsų galaktikos struktūros žemėlapį (o tai sudėtinga, nes mes esame jo viduje!), Ypač jos magnetinį lauką. “
Pieno kelio magnetinis laukas niekur nenuslėps.
Daugiau:
- Pranešimas spaudai: Mūsų galaktikos magnetinio lauko žemėlapis
- Tyrimo dokumentas: Žemo dažnio Faradėjaus sukimosi dažnis pulsatorių atžvilgiu naudojant LOFAR: zonduojamas 3D galaktikos halogeninis magnetinis laukas
- Interaktyvus LOFAR žemėlapis
