Kudosas Makso Plancko instituto mokslininkams ir tarptautinei radijo astronomų komandai, kad gautų neįtikėtinai išsamų naują mūsų galaktikos magnetinių laukų žemėlapį! Šis unikalus debesų žemėlapis pralenkė savo pirmtakus ir suteikia mums įžvalgos apie Paukščių Tako magnetinio lauko struktūrą, apimančią bet ką iki šiol. Kuo šis ypatingas? Tai rodo kokybę, vadinamą Faradėjaus gyliu - koncepcija, veikianti pagal tam tikrą regėjimo tašką. Norėdami sudaryti žemėlapį, duomenys buvo surinkti iš 41 000 matavimų, surinktų naudojant naują vaizdo rekonstrukcijos metodą. Dabar galime pamatyti ne tik pagrindinę galaktikos laukų struktūrą, bet ir mažiau akivaizdžius bruožus, tokius kaip turbulencija galaktikos dujose.
Taigi, ką tiksliai reiškia naujas tokio tipo žemėlapis? Visos galaktikos turi magnetinius laukus, tačiau jų šaltinis yra paslaptis. Kol kas galime tik spėti, kad jie atsiranda dėl dinaminių procesų ... kai mechaninė energija virsta magnetine energija. Šis kūrimo būdas yra visiškai normalus ir pasitaiko čia, Žemėje, Saulėje ir net mažesniu mastu, pavyzdžiui, rankiniu varikliu valdomu radiju - arba Faradėjaus žibintuvėliu! Parodydami mums, kur atsiranda magnetinio lauko struktūros Paukščių Take, galime geriau suprasti galaktikų dinamiką.
Per pastarąjį pusantro šimtmečio mes žinojome apie Faradėjaus sukimąsi ir mokslininkai ją naudoja kosminių magnetinių laukų matavimui. Šis veiksmas įvyksta, kai poliarizuota šviesa eina per įmagnetintą terpę ir poliarizacijos plokštuma sukasi. Posūkio dydis priklauso nuo magnetinio lauko stiprio ir krypties. Stebėdami sukimąsi galime dar geriau suprasti įsikišančių magnetinių laukų savybes. Radijo astronomai renka ir tiria tolimų radijo šaltinių, einančių per mūsų galaktiką pakeliui į mus, poliarizuotą šviesą. Tada galima įvertinti Faradėjaus efektą išmatuojant šaltinio poliarizaciją įvairiais dažniais. Tačiau šie matavimai gali mums pasakyti tik apie vieną kelią per Pieno kelią. Norint pamatyti daiktus kaip visumą, reikia žinoti, kiek šaltinių yra išsibarstę matomame danguje. Čia svarbų vaidmenį atliko tarptautinė radijo astronomų grupė. Jie įrodė duomenis iš 26 skirtingų projektų, kurie iš viso sudarė 41 300 tikslių šaltinių - vidutiniškai apie vieną radijo šaltinį viename kvadratiniame dangaus laipsnyje.
Nors tai skamba kaip gausybė informacijos, jos vis dar nepakanka. Yra didžiuliai plotai, ypač pietiniame danguje, kur yra tik keli matavimai. Dėl šio duomenų trūkumo turime atlikti interpoliaciją tarp esamų duomenų taškų ir tai sukuria savo problemas. Pirma, tikslumas skiriasi ir tikslesni matavimai turėtų padėti. Be to, astronomai nėra visiškai tikri, koks patikimas gali būti vienas matavimas - jie tiesiog turi kuo geriau atspėti, remdamiesi turima informacija. Vis dėlto egzistuoja ir kitos problemos. Dėl sudėtingo proceso pobūdžio yra matavimo neapibrėžtumų. Nedidelė klaida gali padidėti dešimtkart ir tai gali paversti žemėlapį, jei ji nebus ištaisyta. Norėdami padėti išspręsti šias problemas, MPA mokslininkai sukūrė naują vaizdų fiksavimo algoritmą, pavadintą „išplėstas kritinis filtras“. Kurdama komanda naudojasi naujosios disciplinos, vadinamos informacijos lauko teorija, įrankiais - galingu įrankiu, kuris loginius ir statistinius metodus derina prie taikomų laukų ir kaupia juos nuo netikslios informacijos. Šis naujas darbas yra įdomus, nes jis taip pat gali būti pritaikytas kitose vaizdavimo ir signalo apdorojimo vietose alternatyviose mokslo srityse.
„Be detaliojo Faradėjaus gylio žemėlapio (1 pav.), Algoritmas pateikia neapibrėžčių žemėlapį (2 pav.). Ypač galaktikos diske ir mažiau pastebimame regione aplink pietinį dangaus polių (apatinis dešinysis kvadrantas) neapibrėžtumai yra žymiai didesni. “ sako komanda. „Norint geriau pabrėžti galaktikos magnetinio lauko struktūras, 3 paveiksle (aukščiau) galaktikos disko poveikis buvo pašalintas, kad silpnesnės savybės virš ir po galaktikos disku būtų geriau matomos. Tai atskleidžia ne tik matomą horizontalią mūsų Paukščių Tako dujų disko juostą paveikslėlio viduryje, bet ir tai, kad magnetinio lauko kryptys atrodo priešingos aukščiau ir žemiau disko. Analogiškas krypties pasikeitimas vyksta ir tarp kairiosios ir dešiniosios vaizdo pusių, iš vienos Pieno kelio centro pusės į kitą. “
Geros naujienos yra tai, kad galaktikos dinamo teorija, atrodo, pastebima. Jis numatė simetriškas struktūras ir naujasis žemėlapis tai atspindi. Šioje projekcijoje magnetiniai laukai yra išdėstyti lygiagrečiai galaktikos disko plokštumai spirale. Ši kryptis yra priešinga aukščiau ir žemiau disko, o Faraday žemėlapio stebimos simetrijos kyla iš mūsų vietos galaktikos diske. Čia matome didelius ir mažus statinius, susietus su turbulentiškomis, dinamiškomis Paukščių Tako dujų struktūromis. Šis naujas žemėlapio algoritmas taip pat pasižymi didele šalutine linija ... apibūdina šių struktūrų dydį. Didesni yra aiškesni nei mažesni, o tai normalu turbulentinėms sistemoms. Šis spektras gali būti sudedamas pagal kompiuterinius dinamikos modelius - tai leidžia sudėtingai išbandyti galaktikos dinamo modelius.
Šis neįtikėtinai naujas žemėlapis yra ne tik dar vienas gražus astronomijos veidas. Pateikdami informaciją apie ekstragalaktinius magnetinius laukus, mes sudarome galimybę radijo teleskopų projektams, tokiems kaip LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat ir SKA, kilti į naujas aukštumas. Tai leis dar daugiau „Faraday“ dangaus atnaujinimų ir atskleis galaktikos magnetinių laukų kilmės paslaptį.
Originalus istorijos šaltinis: Maxo Plancko astrofizikos institutas. Tolesniam skaitymui: patobulintas galaktikos Faradėjaus dangaus žemėlapis “. Atsisiųskite žemėlapį ČIA.
