Kudos Max Planck -instituutin tutkijoille ja kansainväliselle radionähtitieteilijöiden ryhmälle uskomattoman yksityiskohtaisesta uudesta kartasta galaksemme magneettikentistä! Tämä ainutlaatuinen taivaankartta on ylittänyt edeltäjänsä ja tarjoaa meille käsityksen Linnunradan magneettikenttärakenteesta kaikkea toistaiseksi nähtyä. Mitä erityistä tässä on? Se näyttää meille laadun, joka tunnetaan Faraday-syvyytenä - konsepti, joka toimii tietyllä näkölinjalla. Kartan rakentamiseksi tiedot sulautettiin 41 000 mittauksesta, jotka kerättiin uudella kuvan rekonstruointitekniikalla. Nyt voimme nähdä paitsi galaktisten kenttien päärakenteen, myös vähemmän ilmeisiä piirteitä, kuten turbulenssin galaktisen kaasun.
Joten mitä tarkalleen ottaen uusi tällainen kartta tarkoittaa? Kaikilla galakseilla on magneettikenttiä, mutta niiden lähde on mysteeri. Voimme vain arvata, että ne ilmenevät dynaamisista prosesseista, joissa mekaaninen energia muuttuu magneettiseksi energiaksi. Tämäntyyppinen luominen on täysin normaalia ja tapahtuu täällä maapallolla, auringossa ja jopa pienemmässä mittakaavassa, kuten käsikäyttöisellä radiossa - tai Faradayn taskulampussa! Näyttämällä meille, missä magneettikenttärakenteet esiintyvät Linnunradalla, voimme ymmärtää paremmin galaktien dynosioita.
Viimeisen puolitoista vuosisadan ajan olemme tiedossa Faradayn rotaatiosta, ja tutkijat käyttävät sitä mittaamaan kosmisia magneettikenttiä. Tämä toiminta tapahtuu, kun polarisoitu valo menee magnetoidun väliaineen läpi ja polarisaatiotaso pyörii. Käännöksen määrä riippuu magneettikentän voimakkuudesta ja suunnasta. Kiertoa tarkkailemalla voimme ymmärtää edelleen väliintulijoiden magneettikentien ominaisuuksia. Radioastronomit keräävät ja tutkivat polarisoitunutta valoa etäisistä radiolähteistä, jotka kulkevat galaksiamme läpi matkalla meille. Faraday-ilmiö voidaan sitten arvioida mittaamalla lähteen polarisaatio eri taajuuksilla. Nämä mittaukset voivat kuitenkin kertoa meille vain yhdestä reitistä Linnunradan läpi. Jotta voidaan nähdä asiat kokonaisuutena, on tiedettävä, kuinka monta lähdettä on hajallaan näkyvän taivaan yli. Täällä kansainvälisellä radioastronomien ryhmällä oli tärkeä rooli. He todistivat tiedot 26 eri projektista, jotka antoivat yhteensä 41 300 tarkkoja lähteitä - keskimäärin noin yksi radion lähde taivaan neliöastetta kohti.
Vaikka tämä kuulostaa suurelta osin tietoa, se ei silti oikein riitä. Erityisesti eteläisellä taivaalla on valtavia alueita, joilla on vain muutama mittaus. Tämän tiedon puutteen takia meidän on interpoloitava olemassa olevien tietopisteiden välillä ja se luo omia ongelmiaan. Ensinnäkin tarkkuus vaihtelee ja tarkempien mittausten pitäisi olla apua. Tähtitieteilijät eivät myöskään ole aivan varmoja siitä, kuinka luotettava yksittäinen mittaus voi olla - heidän on vain tehtävä paras arvaus siitä, mitä tietoja heillä on. Silti on olemassa muita ongelmia. Prosessin monimutkaisesta luonteesta johtuen on mittausepävarmuuksia. Pieni virhe voi kasvaa kymmenkertaiseksi ja tämä voi muuttaa karttaa, ellei sitä korjata. Auttaakseen näitä ongelmia MPA: n tutkijat kehittivät uuden kuvanottoalgoritmin, nimeltään ”laajennettu kriittinen suodatin”. Ryhmä käyttää luomisessaan uuden tietokentän teoriaksi tunnetun uuden tieteen välineitä - tehokasta työkalua, joka sekoittaa loogiset ja tilastolliset menetelmät soveltuviin kenttiin ja pinoa sen epätarkkoja tietoja vastaan. Tämä uusi työ on jännittävä, koska sitä voidaan soveltaa myös muihin kuvantamis- ja signaalinkäsittelypaikkoihin vaihtoehtoisilla tieteenaloilla.
”Yksityiskohtaisen Faraday-syvyyskartan (kuva 1) lisäksi algoritmi tarjoaa epävarmuustekijöiden kartan (kuva 2). Erityisesti galaktisen levyn ja eteläisen taivaanpylvään (alhaalla oikealla oleva kvadrantti) ympärillä vähemmän havaitulla alueella epävarmuustekijät ovat huomattavasti suuremmat. " sanoo joukkue. “Jotta galaktisen magneettikentän rakenteita voitaisiin korostaa paremmin, kuvassa 3 (yllä) galaktisen levyn vaikutus on poistettu niin, että galaktisen levyn ylä- ja alapuolella olevat heikommat piirteet ovat paremmin näkyvissä. Tämä paljastaa Linnunradan polttoainelevyn näkyvän vaakasuoran kaistan kuvan keskellä, mutta myös sen, että magneettikentän suunnat näyttävät olevan vastakkaiset levyn ylä- ja alapuolella. Vastaava suunnanmuutos tapahtuu myös kuvan vasemman ja oikean sivun välillä, Linnunradan keskustan toiselta puolelta toiselle. "
Hyvä uutinen on, että galaktisen dynoteorian avulla näyttää olevan paikalla. Se on ennustanut symmetriset rakenteet ja uusi kartta heijastaa sitä. Tässä projisoinnissa magneettikentät ovat rivissä galaktisen levyn tason kanssa spiraalissa. Tämä suunta on vastapäätä levyn ylä- ja alapintaa ja havaitut symmetriat Faraday-kartassa johtuvat sijainnistamme galaktisen levyn sisällä. Täällä näemme sekä suuret että pienet rakenteet sidottuina pyörteisiin, dynaamisiin Linnunradan kaasurakenteisiin. Tällä uudella karttaalgoritmilla on myös loistava sivuviiva ... se kuvaa näiden rakenteiden kokojakaumaa. Suuremmat ovat tarkempia kuin pienemmät, mikä on normaalia turbulenteille järjestelmille. Tämä spektri voidaan sitten pinota dynamiikan tietokonemallien kanssa - mahdollistaen galaktisten dynomallien monimutkaisen testauksen.
Tämä uskomaton uusi kartta on enemmän kuin vain yksi kaunis astronomian kasvot. Tarjoamalla tietoa galaktisista magneettikentistä, annamme radioteleskooppiprojektien, kuten LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat ja SKA, nousta uusiin korkeuksiin. Tämän myötä Faraday-taivaalle tulee entistä enemmän päivityksiä ja paljastaa galaktisten magneettikenttien alkuperän mysteerin.
Alkuperäinen tarinan lähde: Max Planckin astrofysiikan instituutti. Lisälukemista: Parannettu kartta galaktisesta Faraday-taivaasta ”. Lataa kartta TÄSTÄ.
