Galaxia Mliečná dráha má svoje vlastné magnetické pole. V porovnaní so Zemou je extrémne slabý; tisíckrát slabšie. Astronómovia však chcú vedieť viac o tom, čo nám môže povedať o formácii hviezd, kozmických lúčoch a množstve ďalších astrofyzikálnych procesov.
Tím astronómov z Curtin University v Austrálii a CSIRO (Organizácia vedeckého a priemyselného výskumu Commonwealthu) študovali magnetické pole Mliečnej dráhy a zverejnili najkomplexnejší katalóg meraní magnetického poľa Mliečnej dráhy v 3D.
Článok je nazvaný „Faradayova rotácia s nízkou frekvenciou smerom k pulzárom pomocou LOFAR: snímanie 3D galaktického halo magnetického poľa.“ Bolo uverejnené v mesačných oznámeniach Kráľovskej astronomickej spoločnosti v apríli 2019. Hlavným autorom je Dr. Charlotte Sobey, univerzitná pracovníčka na Curtin University. V tíme sú vedci z Kanady, Európy a Južnej Afriky.
Tím pracoval s európskym rádioteleskopom LOFAR alebo s nízkofrekvenčným poľom. LOFAR pracuje na rádiových frekvenciách nižších ako 250 MHz a pozostáva z mnohých antén rozmiestnených na 1500 km v Európe so základným jadrom v Holandsku.
Tím zostavil doteraz najväčší katalóg síl a smerov magnetického poľa smerom k pulzárom. S týmito údajmi v ruke dokázali odhadnúť klesajúcu intenzitu poľa Mliečnej dráhy so vzdialenosťou od roviny galaxie, kde sú špirálové ramená.
V tlačovej správe vedúci autor Sobey uviedol: „Na efektívne snímanie magnetického poľa Galaxy v 3D sme použili pulzary. Pulsary sú distribuované po celej Mliečnej dráhe a materiál zasahujúci do galaxie ovplyvňuje ich vyžarovanie rádiových vĺn. “
Voľné elektróny a magnetické pole v našej galaxii medzi pulzánom a nami ovplyvňujú rádiové vlny emitované pulzármi. V e-mailovom rozhovore s Dr. Sobeyovou nám povedala: „Aj keď je potrebné tieto účinky napraviť, aby sme mohli študovať signály pulzarov, sú skutočne užitočné pri poskytovaní informácií o našej Galaxii, ktoré by nebolo možné získať inak.“
Keď pulzárne rádiové vlny putujú galaxiou, sú vystavené efektu nazývanému rozptyl v dôsledku zasahovania voľných elektrónov. To znamená, že vysokofrekvenčné rádiové vlny prichádzajú skôr ako nízkofrekvenčné vlny. Údaje z LOFAR umožňujú astronómom zmerať tento rozdiel, ktorý sa nazýva „rozptyl“ alebo DM. DM hovorí astronómom, koľko voľných elektrónov je medzi nami a pulzárom. Ak je DM vyššia, znamená to, že je buď pulzár ďalej, alebo je medzihviezdne médium hustejšie.
To je len jeden z faktorov pri meraní magnetického poľa Mliečnej dráhy. Druhým je hustota elektrónov a magnetické pole medzihviezdneho média.
Emisie pulzaru sú často polarizované a keď polarizované svetlo prechádza plazmou s magnetickým poľom, rotačná rovina sa otáča. Nazýva sa to Faradayova rotácia alebo Faradayov efekt. Rádiové teleskopy dokážu zmerať túto rotáciu a nazýva sa to Faradayova rotácia (RM). Podľa Dr. Sobeyho, „Toto nám hovorí o počte voľných elektrónov a sile magnetického poľa rovnobežného s priamkou videnia, ako aj o smere siete. Čím väčšia je absolútna RM, znamená to viac elektrónov a / alebo väčšie sily poľa v dôsledku väčších vzdialeností alebo smerom k rovine galaxie. “
S týmito údajmi v ruke vedci potom odhadli priemernú intenzitu magnetického poľa Mliečnej dráhy voči každému pulzaru v katalógu vydelením opatrenia rotácie pomocou opatrenia disperzie. A takto vytvorili mapu. Každé jednotlivé meranie pulzu je jeden bod na mape. Ako povedal Dr. Sobey časopisu Space Magazine, „Získanie týchto meraní pre veľké množstvo pulzarov (ktoré majú merania alebo odhady vzdialenosti) nám umožňuje rekonštruovať mapu štruktúry galaktickej hustoty elektrónov a magnetického poľa v trojrozmernom meradle.“
Aké dobré je teda mať mapu magnetickej štruktúry Mliečnej dráhy v 3D?
Magnetické pole galaxie ovplyvňuje všetky druhy astrofyzikálnych procesov v rôznych mierkach sily a vzdialenosti.
Magnetické pole formuje cestu, ktorú nasledujú kozmické lúče. Keď astronómovia študujú vzdialený zdroj kozmických lúčov, napríklad aktívne galaktické jadro (AGN), znalosť sily magnetického poľa im môže pomôcť porozumieť ich predmetu štúdia.
Magnetické pole galaxie tiež zohráva úlohu pri tvorbe hviezd. Aj keď účinok nie je úplne objasnený, sila magnetického poľa môže ovplyvniť molekulárne oblaky. Sobey pre UT povedal: „V menších mierkach (rádovo na úrovni parsecov) hrajú magnetické pole úlohu pri tvorbe hviezd. Príliš slabé alebo silné pole v molekulárnom oblaku pravdepodobne brzdí zrútenie mraku do hviezdneho systému.“
Tento nový katalóg je založený na pozorovaniach 137 pulzarov na severnej oblohe. Autori tvrdia, že ich katalóg „zvyšuje presnosť existujúcich meraní RM v priemere faktorom 20…“ Tiež hovoria: „Celkovo náš počiatočný nízkofrekvenčný katalóg poskytuje cenné informácie o 3D štruktúre magnetického poľa Galaktického.“
Sobey však ešte neskončil mapovanie sily magnetického poľa Mliečnej dráhy. Teraz používa mapu Austrálie Murchison Widefield Array na mapovanie magnetického poľa na južnej oblohe. A obidve tieto mapovacie snahy vedú k niečomu lepšiemu.
Najväčší rádioteleskop na svete je teraz vo fáze plánovania. Hovorí sa tomu štvorcový kilometer Array (SKA) a bude postavený v Austrálii a Južnej Afrike. Jeho prijímacie stanice sa rozprestierajú až 3 000 kilometrov (1900 míľ) od svojho centrálneho jadra. Jeho mohutná veľkosť a vzdialenosť medzi prijímačmi nám poskytne obrázky s najvyšším rozlíšením v celej astronómii.
V príspevku na blogu CSIRO Dr. Sobey uviedol: „Moja práca v budúcnosti sa zameria na budovanie vedy pomocou ďalekohľadu SKA, ktorý v súčasnosti vstupuje do záverečných fáz fázy plánovania. Jedným z dlhodobých cieľov vedy SKA je prevrat v našom chápaní našej galaxie, vrátane vytvorenia podrobnej mapy štruktúry našej galaxie (čo je ťažké, pretože sa nachádzame vo vnútri tejto galaxie!), Najmä jej magnetického poľa. ““
Magnetické pole Mliečnej dráhy sa nebude musieť schovávať.
Viac:
- Tlačová správa: Mapovanie magnetického poľa našej galaxie
- Výskumná práca: Faradayove rotačné opatrenia s nízkou frekvenciou smerom k pulzárom pomocou LOFAR: snímanie 3D galaktického halo magnetického poľa
- Interaktívna mapa LOFAR
