Kudos vedcom v inštitúte Max Planck a medzinárodnému tímu rádiových astronómov za neuveriteľne podrobnú novú mapu magnetických polí našej galaxie! Táto jedinečná mapa všetkých nebies prekonala svojich predchodcov a dáva nám nahliadnuť do štruktúry magnetického poľa Mliečnej dráhy nad všetko, čo bolo doteraz vidieť. Čo je na tom také zvláštne? Ukazuje nám kvalitu známu ako Faradayova hĺbka - koncept, ktorý funguje podľa špecifického zamerania. Na zostavenie mapy sa údaje roztavili zo 41 000 meraní získaných pomocou novej techniky rekonštrukcie obrazu. Teraz vidíme nielen hlavnú štruktúru galaktických polí, ale aj menej zjavné znaky, ako napríklad turbulencie v galaktickom plyne.
Čo presne znamená nová mapa tohto druhu? Všetky galaxie majú magnetické pole, ale ich zdroj je záhadou. Od tejto chvíle môžeme len hádať, že sa vyskytujú v dôsledku dynamických procesov ... kde sa mechanická energia transformuje na magnetickú energiu. Tento typ stvorenia je úplne normálny a stáva sa tu na Zemi, Slnku a dokonca aj v menšom meradle, ako je rádiom poháňané kľukou - alebo Faradayovou baterkou! Ak nám ukážeme, kde sa v Mliečnej dráhe vyskytujú štruktúry magnetického poľa, môžeme lepšie porozumieť galaktickým dynamám.
Za posledné storočie a pol sme vedeli o Faradayovej rotácii a vedci ju používajú na meranie kozmických magnetických polí. Táto akcia nastane, keď polarizované svetlo prechádza magnetizovaným médiom a rovina polarizácie sa točí. Veľkosť zákruty závisí od sily a smeru magnetického poľa. Pozorovaním rotácie môžeme ďalej porozumieť vlastnostiam zasahujúcich magnetických polí. Rádio astronómovia zhromažďujú a skúmajú polarizované svetlo zo vzdialených rádiových zdrojov prechádzajúcich cez našu galaxiu na ceste k nám. Faradayov efekt sa potom dá posúdiť meraním polarizácie zdroja pri rôznych frekvenciách. Tieto merania nám však môžu povedať iba jednu cestu po Mliečnej dráhe. Aby sme videli veci ako celok, musíme vedieť, koľko zdrojov je rozptýlených po viditeľnej oblohe. Práve tu zohrala dôležitú úlohu medzinárodná skupina rádiových astronómov. Dokázali údaje z 26 rôznych projektov, ktoré poskytli celkom celkom 41 300 špičkových zdrojov - v priemere asi jeden rádiový zdroj na štvorcový stupeň oblohy.
Aj keď to znie ako množstvo informácií, stále to nestačí. Existujú obrovské oblasti, najmä na južnej oblohe, kde existuje len niekoľko meraní. Kvôli tomuto nedostatku údajov musíme interpolovať medzi existujúcimi údajovými bodmi a to vytvára vlastné problémy. Po prvé, presnosť sa líši a presnejšie merania by mali pomôcť. Astronómovia si tiež nie sú úplne istí, ako spoľahlivé môže byť jedno meranie - jednoducho sa musia čo najlepšie odhadnúť na základe informácií, ktoré majú. Stále však existujú ďalšie problémy. Z dôvodu komplexnej povahy procesu existujú neistoty merania. Malá chyba sa môže zvýšiť desaťnásobne, čo by mohlo skresliť mapu, pokiaľ by sa neopravila. Vedci z MPA vyvinuli nový algoritmus na snímanie obrázkov, ktorý má pomôcť vyriešiť tieto problémy, nazvaný „rozšírený kritický filter“. Pri jeho tvorbe tím využíva nástroje, ktoré poskytuje nová disciplína známa ako teória informačného poľa - výkonný nástroj, ktorý spája logické a štatistické metódy s aplikovanými poľami a sústreďuje ich na nepresné informácie. Táto nová práca je vzrušujúca, pretože sa dá použiť aj na iné miesta zobrazovania a spracovania signálu v alternatívnych vedeckých oblastiach.
„Okrem podrobnej Faradayovej hĺbkovej mapy (obr. 1) algoritmus poskytuje mapu neistôt (obr. 2). Najmä v galaktickom disku a v menej dobre pozorovanej oblasti okolo južného nebeského pólu (pravý dolný kvadrant) sú neistoty výrazne väčšie. ““ hovorí tím. „Na lepšie zdôraznenie štruktúr v galaktickom magnetickom poli bol na obrázku 3 (vyššie) odstránený efekt galaktického disku, takže slabšie znaky nad a pod galaktickým diskom sú viditeľnejšie. Toto odhaľuje nielen viditeľné horizontálne pásmo plynového disku našej Mliečnej dráhy v strede obrázka, ale tiež to, že smery magnetického poľa sa zdajú opačné nad a pod diskom. Analogická zmena smeru nastáva aj medzi ľavou a pravou stranou obrazu, z jednej strany stredu Mliečnej dráhy na druhú. “
Dobrou správou je, že teória galaktického dynama sa zdá byť na mieste. Predpovedal symetrické štruktúry a nová mapa to odráža. V tejto projekcii sú magnetické polia usporiadané rovnobežne s rovinou galaktického disku v špirále. Tento smer je opačný nad a pod diskom a pozorované symetrie na Faradayovej mape vychádzajú z nášho umiestnenia v galaktickom disku. Tu vidíme veľké aj malé štruktúry zviazané s turbulentnými dynamickými plynovými štruktúrami Mliečnej dráhy. Tento nový mapový algoritmus má tiež veľkú vedľajšiu čiaru ... charakterizuje rozdelenie veľkosti týchto štruktúr. Väčšie sú definitívnejšie ako menšie, čo je pre turbulentné systémy bežné. Toto spektrum sa potom môže porovnávať s počítačovými modelmi dynamiky, čo umožňuje zložité testovanie galaktických dynamo modelov.
Táto neuveriteľná nová mapa je viac ako len ďalšou peknou tvárou v astronómii. Poskytovaním informácií o extragalaktických magnetických poliach umožňujeme, aby sa projekty rádiových ďalekohľadov, ako sú LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat a SKA, dostali na novú úroveň. S týmto príde ešte viac aktualizácií na Faradayovu oblohu a odhalí tajomstvo pôvodu galaktických magnetických polí.
Pôvodný zdroj článku: Inštitút Maxa Plancka pre vydanie astrofyziky. Ďalšie čítanie: Vylepšená mapa galaktickej oblohy Faraday. “. Stiahnite si mapu TU.
