Ο γαλαξίας του Γαλαξία έχει το δικό του μαγνητικό πεδίο. Είναι εξαιρετικά αδύναμο σε σύγκριση με τη Γη. χιλιάδες φορές πιο αδύναμη, στην πραγματικότητα. Όμως οι αστρονόμοι θέλουν να μάθουν περισσότερα γι 'αυτό, γιατί αυτό μπορεί να μας πει για το σχηματισμό αστεριών, τις κοσμικές ακτίνες και μια σειρά από άλλες αστροφυσικές διαδικασίες.
Μια ομάδα αστρονόμων από το Πανεπιστήμιο Curtin στην Αυστραλία και το CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) μελετούν το μαγνητικό πεδίο του Γαλαξία και έχουν δημοσιεύσει τον πιο ολοκληρωμένο κατάλογο μετρήσεων του μαγνητικού πεδίου του Γαλαξία σε 3D.
Η εργασία με τίτλο «Μέτρηση περιστροφής Faraday χαμηλής συχνότητας προς πάλσαρ χρησιμοποιώντας LOFAR: διερεύνηση του μαγνητικού πεδίου 3D γαλαξιακού φωτοστέφανου». Δημοσιεύθηκε στις Μηνιαίες Ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας τον Απρίλιο του 2019. Ο κύριος συγγραφέας είναι ο Δρ. Charlotte Sobey, συνεργάτης πανεπιστημίου στο Πανεπιστήμιο Curtin. Η ομάδα περιλαμβάνει επιστήμονες από τον Καναδά, την Ευρώπη και τη Νότια Αφρική.
Η ομάδα συνεργάστηκε με το LOFAR ή το Low-Frequency Array, ένα ευρωπαϊκό ραδιοτηλεσκόπιο. Το LOFAR λειτουργεί σε ραδιοσυχνότητες κάτω των 250 MHz και αποτελείται από πολλές κεραίες σε μια περιοχή 1500 χλμ στην Ευρώπη, με τον πυρήνα της στις Κάτω Χώρες.
Η ομάδα συγκέντρωσε τον μεγαλύτερο κατάλογο μέχρι σήμερα των δυνατοτήτων και των κατευθύνσεων του μαγνητικού πεδίου προς τα πάλσαρ. Με αυτά τα δεδομένα στο χέρι, μπόρεσαν να εκτιμήσουν τη μειωμένη ισχύ του γαλαξία με την απόσταση από το επίπεδο του γαλαξία, όπου βρίσκονται οι σπειροειδείς βραχίονες.
Σε ένα δελτίο τύπου, ο επικεφαλής συγγραφέας Sobey είπε: «Χρησιμοποιήσαμε pulsars για να ανιχνεύσουμε αποτελεσματικά το μαγνητικό πεδίο του Γαλαξία σε 3-D. Τα Pulsars διανέμονται σε όλο τον Γαλαξία και το παρεμβατικό υλικό στον Γαλαξία επηρεάζει την εκπομπή ραδιοκυμάτων. "
Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και το μαγνητικό πεδίο στον Γαλαξία μας μεταξύ του πάλσαρ και μας επηρεάζουν τα ραδιοκύματα που εκπέμπουν οι πάλσαρ. Σε μια συνέντευξη μέσω email με τον Δρ Sobey μας είπε, «Αν και αυτά τα εφέ πρέπει να διορθωθούν για να μελετηθούν τα σήματα των πάλσαρ, είναι πραγματικά χρήσιμα για την παροχή πληροφοριών σχετικά με τον Γαλαξία μας που δεν θα ήταν δυνατό να ληφθούν διαφορετικά.»
Καθώς τα ραδιοκύματα του pulsar ταξιδεύουν μέσω του γαλαξία, υπόκεινται σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται διασπορά, λόγω της παρέμβασης των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Αυτό σημαίνει ότι τα ραδιοκύματα υψηλότερης συχνότητας φτάνουν νωρίτερα από τα κύματα χαμηλότερης συχνότητας. Τα δεδομένα από το LOFAR επιτρέπουν στους αστρονόμους να μετρήσουν αυτή τη διαφορά, που ονομάζεται «μέτρο διασποράς» ή DM. Ο DM λέει στους αστρονόμους πόσα ελεύθερα ηλεκτρόνια βρίσκονται μεταξύ μας και του πάλσαρ. Εάν το DM είναι υψηλότερο, αυτό σημαίνει είτε το pulsar είναι πιο μακριά, είτε το διαστρικό μέσο είναι πιο πυκνό.
Αυτός είναι ένας από τους παράγοντες στη μέτρηση του μαγνητικού πεδίου του Γαλαξία. Το άλλο αφορά την πυκνότητα ηλεκτρονίων και το μαγνητικό πεδίο του διαστρικού μέσου.
Οι παλμικές εκπομπές συχνά πολώνονται και όταν το πολωμένο φως ταξιδεύει μέσω πλάσματος με μαγνητικό πεδίο, το επίπεδο περιστροφής περιστρέφεται. Αυτό ονομάζεται Faraday Rotation ή το Faraday Effect. Τα ραδιοτηλεσκόπια μπορούν να μετρήσουν αυτήν την περιστροφή και ονομάζεται Faraday Rotation Measure (RM). Σύμφωνα με τον Δρ Sobey, «Αυτό μας λέει τον αριθμό των ελεύθερων ηλεκτρονίων και την ισχύ του μαγνητικού πεδίου παράλληλα με την οπτική γραμμή, καθώς και την κατεύθυνση του καθαρού. Όσο μεγαλύτερο είναι το απόλυτο RM σημαίνει περισσότερα ηλεκτρόνια και / ή μεγαλύτερες αντοχές πεδίου, λόγω μεγαλύτερων αποστάσεων ή προς το επίπεδο του Γαλαξία. "
Έχοντας αυτά τα δεδομένα στο χέρι, οι ερευνητές υπολόγισαν τότε τη μέση ισχύ του μαγνητικού πεδίου του Γαλαξία προς κάθε πάλσαρ στον κατάλογο, διαιρώντας το Μέτρο περιστροφής με το Μέτρο διασποράς. Και έτσι δημιούργησαν τον χάρτη. Κάθε μεμονωμένη παλμική μέτρηση είναι ένα σημείο στον χάρτη. Όπως είπε ο Δρ Sobey στο Space Magazine, «Η λήψη αυτών των μετρήσεων για μεγάλο αριθμό πάλσαρ (που έχουν μετρήσεις απόστασης ή εκτιμήσεις) μας επιτρέπει να ανακατασκευάσουμε έναν χάρτη της δομής της γαλαξιακής πυκνότητας ηλεκτρονίων και του μαγνητικού πεδίου σε 3-D».
Λοιπόν, τι καλό έχει να έχει ένας χάρτης της μαγνητικής δομής του Γαλαξία σε 3D;
Το μαγνητικό πεδίο του γαλαξία επηρεάζει όλα τα είδη αστροφυσικών διεργασιών σε διαφορετικές κλίμακες ισχύος και απόστασης.
Το μαγνητικό πεδίο διαμορφώνει τη διαδρομή που ακολουθούν οι κοσμικές ακτίνες. Έτσι, όταν οι αστρονόμοι μελετούν μια μακρινή πηγή κοσμικών ακτίνων, όπως ένας ενεργός γαλαξιακός πυρήνας (AGN), η γνώση της ισχύος του μαγνητικού πεδίου μπορεί να τους βοηθήσει να κατανοήσουν το αντικείμενο μελέτης τους.
Το μαγνητικό πεδίο του γαλαξία παίζει επίσης ρόλο στη δημιουργία αστεριών. Αν και το αποτέλεσμα δεν είναι πλήρως κατανοητό, η ισχύς ενός μαγνητικού πεδίου μπορεί να επηρεάσει μοριακά σύννεφα. Ο Sobey είπε στην UT, «Σε μικρότερες κλίμακες (με τη σειρά των parsecs), τα μαγνητικά πεδία παίζουν ρόλο στο σχηματισμό αστεριών, με πολύ αδύναμο ή ισχυρό πεδίο σε ένα μοριακό νέφος που πιθανώς αναστέλλει την κατάρρευση ενός νέφους σε ένα αστρικό σύστημα».
Αυτός ο νέος κατάλογος βασίζεται σε παρατηρήσεις 137 πάλσαρ στο βόρειο ουρανό. Οι συγγραφείς λένε ότι ο κατάλογός τους «βελτιώνει την ακρίβεια των υφιστάμενων μετρήσεων RM κατά μέσο όρο με συντελεστή 20…» Λένε επίσης «Συνολικά, ο αρχικός μας κατάλογος χαμηλών συχνοτήτων παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για την τρισδιάστατη δομή του γαλαξιακού μαγνητικού πεδίου».
Αλλά ο Δρ Sobey δεν έχει τελειώσει ακόμα τη χαρτογράφηση του μαγνητικού πεδίου του Γαλαξία μας. Τώρα χρησιμοποιεί το Murchison Widefield Array της Αυστραλίας για να χαρτογραφήσει το μαγνητικό πεδίο στο νότιο ουρανό. Και οι δύο αυτές προσπάθειες χαρτογράφησης οδηγούν σε κάτι καλύτερο.
Το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο βρίσκεται τώρα στη φάση προγραμματισμού. Ονομάζεται Square Kilometer Array (SKA) και θα κατασκευαστεί τόσο στην Αυστραλία όσο και στη Νότια Αφρική. Οι σταθμοί λήψης του θα εκτείνονται σε 3.000 χιλιόμετρα (1900 μίλια) από τον κεντρικό πυρήνα του. Το τεράστιο μέγεθος και η απόσταση μεταξύ των δεκτών θα μας δώσει τις εικόνες υψηλότερης ανάλυσης σε όλη την αστρονομία.
Σε μια δημοσίευση του ιστολογίου CSIRO, ο Δρ Sobey είπε: «Η δουλειά μου στο μέλλον θα επικεντρωθεί στην οικοδόμηση της επιστήμης με το τηλεσκόπιο SKA, το οποίο επί του παρόντος εισέρχεται στα τελικά στάδια της φάσης σχεδιασμού. Ένας μακροπρόθεσμος στόχος για την επιστήμη της SKA είναι να φέρει επανάσταση στην κατανόηση του γαλαξία μας, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής ενός λεπτομερούς χάρτη της δομής του γαλαξία μας (κάτι που είναι δύσκολο επειδή βρισκόμαστε μέσα σε αυτό!), Ιδιαίτερα του μαγνητικού του πεδίου. "
Το μαγνητικό πεδίο του Γαλαξία δεν θα έχει πουθενά.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Χαρτογράφηση του μαγνητικού πεδίου του γαλαξία μας
- Ερευνητικό έγγραφο: Μέτρα περιστροφής Faraday χαμηλής συχνότητας προς πάλσαρ χρησιμοποιώντας LOFAR: διερεύνηση του μαγνητικού πεδίου 3D γαλαξιακού φωτοστέφανου
- Διαδραστικός χάρτης LOFAR
