Piena Ceļa galaktikai ir savs magnētiskais lauks. Tas ir ārkārtīgi vājš, salīdzinot ar Zemes; patiesībā tūkstošiem reižu vājāka. Bet astronomi vēlas uzzināt vairāk par to tāpēc, ka tas var mums pastāstīt par zvaigžņu veidošanos, kosmiskajiem stariem un daudziem citiem astrofiziskiem procesiem.
Austrālijas Kērtina universitātes un CSIRO (Sadraudzības zinātniskās un rūpnieciskās pētniecības organizācijas) astronomu komanda ir pētījusi Piena ceļa magnētisko lauku, un viņi ir publicējuši visplašāko Piena ceļa magnētiskā lauka mērījumu katalogu 3D formātā.
Raksta nosaukums ir “Zemfrekvences Faraday rotācijas pasākumi pret pulsatoriem, izmantojot LOFAR: zondējot 3D galaktikas halogēna magnētisko lauku”. Tas tika publicēts Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumos 2019. gada aprīlī. Galvenais autors ir Dr Charlotte Sobey, Kurtina universitātes asociētais universitātes doktors. Komandas sastāvā ir zinātnieki no Kanādas, Eiropas un Dienvidāfrikas.
Komanda strādāja ar LOFAR vai Eiropas radioteleskopu Low-Frequency Array. LOFAR darbojas radiofrekvencēs, kas zemākas par 250 MHz, un sastāv no daudzām antenām, kas atrodas 1500 km apgabalā Eiropā, un tās kodols ir Nīderlandē.
Komanda apkopoja līdz šim lielāko katalogu par magnētiskā lauka stiprumiem un virzieniem pulsatora virzienā. Izmantojot šos datus, viņi varēja novērtēt Piena ceļa mazāko lauka intensitāti ar attālumu no galaktikas plaknes, kur atrodas spirālveida rokas.
Preses paziņojumā vadošais autors Sobeijs sacīja: “Mēs izmantojām pulsorus, lai efektīvi pārbaudītu Galaktikas magnētisko lauku 3D formātā. Pulsāri tiek izplatīti visā Piena Ceļā, un Galaktikā iesaistītais materiāls ietekmē to radioviļņu emisiju. ”
Brīvie elektroni un magnētiskais lauks mūsu galaktikā starp pulsāru un mums ietekmē radioviļņus, kurus izstaro impulsi. E-pasta intervijā ar Dr. Sobeiju viņa mums teica: "Lai arī šie efekti ir jānovērš, lai izpētītu pulsatora signālus, tie ir patiešām noderīgi, lai sniegtu informāciju par mūsu Galaktiku, ko citādi nebūtu iespējams iegūt."
Kad pulsara radioviļņi pārvietojas pa galaktiku, brīvo elektronu iejaukšanās dēļ tie tiek pakļauti efektam, ko sauc par dispersiju. Tas nozīmē, ka augstākas frekvences radioviļņi ierodas ātrāk nekā zemākas frekvences viļņi. LOFAR dati ļauj astronomiem izmērīt šo atšķirību, ko sauc par “izkliedes mēru” jeb DM. DM astronomiem stāsta, cik daudz brīvo elektronu atrodas starp mums un pulsoru. Ja DM ir augstāks, tas nozīmē, ka vai nu pulsars ir tālāk, vai starpzvaigžņu vide ir blīvāka.
Tas ir tikai viens no Piena Ceļa magnētiskā lauka mērīšanas faktoriem. Otrs ir saistīts ar elektronu blīvumu un starpzvaigžņu barotnes magnētisko lauku.
Pulsara izstarojumi bieži ir polarizēti, un, kad polarizēta gaisma pārvietojas caur plazmu ar magnētisko lauku, griešanās plakne griežas. To sauc par Faraday Rotation vai Faraday Effect. Radioteleskopi var izmērīt šo rotāciju, un to sauc par Faradejas rotācijas mēru (RM). Saskaņā ar Dr Sobey teikto: “Tas mums norāda brīvo elektronu skaitu un magnētiskā lauka stiprumu paralēli redzes līnijai, kā arī tīkla virzienu. Jo lielāks absolūtais RM nozīmē vairāk elektronu un / vai lielāku lauka stiprumu lielāku attālumu dēļ vai pret Galaktikas plakni. ”
Turot šos datus rokās, pētnieki pēc tam aplēsa Piena ceļa vidējo magnētiskā lauka stiprumu katra pulsara virzienā katalogā, rotācijas mērījumu dalot ar dispersijas mērījumu. Un tieši tā viņi izveidoja karti. Katrs pulsa mērījums ir viens punkts kartē. Kā Dr Sobey stāstīja Space Magazine, "Šo mērījumu iegūšana lielam skaitam pulsatora (kam ir attāluma mērījumi vai aprēķini) ļauj mums rekonstruēt galaktikas elektronu blīvuma un magnētiskā lauka struktūras karti 3D formātā."
Tātad, ko gan labu dod Piena ceļa magnētiskās struktūras karte 3D formātā?
Galaktikas magnētiskais lauks ietekmē visa veida astrofiziskos procesus dažādos stipruma un attāluma mērogos.
Magnētiskais lauks veido ceļu, pa kuru iet kosmiskie stari. Tātad, kad astronomi pēta tālu kosmisko staru avotu, piemēram, aktīvo galaktisko kodolu (AGN), magnētiskā lauka stipruma zināšana var palīdzēt viņiem izprast viņu pētījumu objektu.
Zvaigžņu veidošanā loma ir arī galaktikas magnētiskajam laukam. Lai arī efekts nav pilnībā izprotams, magnētiskā lauka stiprums var ietekmēt molekulāros mākoņus. Sobeijs pastāstīja UT, ka "mazākā mērogā (pēc parsešu secības) magnētiskajiem laukiem ir nozīme zvaigžņu veidošanā, ar pārāk vāju vai spēcīgu lauku molekulārā mākonī, kas, iespējams, kavē mākoņa sabrukšanu zvaigžņu sistēmā."
Jaunā kataloga pamatā ir 137 pulsa novērojumi ziemeļu debesīs. Autori saka, ka viņu katalogs “vidēji uzlabo esošo RM mērījumu precizitāti vidēji ar koeficientu 20 ...”. Viņi arī saka: “Kopumā mūsu sākotnējais zemfrekvences katalogs sniedz vērtīgu informāciju par Galaktikas magnētiskā lauka 3D struktūru.”
Bet Dr Sobey vēl nav pabeidzis Piena Ceļa magnētiskā lauka stipruma kartēšanu. Tagad viņa izmanto Austrālijas Murchison Widefield Array, lai kartētu magnētisko lauku dienvidu debesīs. Un abi šie kartēšanas mēģinājumi ved uz kaut ko labāku.
Pasaulē lielākais radioteleskops atrodas plānošanas posmā. To sauc par kvadrātkilometru masīvu (SKA), un tas tiks būvēts gan Austrālijā, gan Dienvidāfrikā. Tās uztveršanas stacijas atradīsies 3000 kilometru (1900 jūdzes) attālumā no tās centrālā serdeņa. Tā milzīgais izmērs un attālums starp uztvērējiem sniegs mums visaugstākās izšķirtspējas attēlus visā astronomijā.
CSIRO emuāra ierakstā Dr. Sobeijs sacīja: “Mans darbs nākotnē koncentrēsies uz virzību uz zinātnes nodošanu ar SKA teleskopu, kurš šobrīd nonāk plānošanas fāzes pēdējos posmos. Viens no SKA zinātnes ilgtermiņa mērķiem ir revolucionizēt mūsu izpratni par mūsu galaktiku, ieskaitot detalizētas mūsu galaktikas struktūras kartes izveidi (kas ir grūti, jo mēs atrodamies tās iekšienē!), It īpaši tās magnētisko lauku. ”
Piena ceļa magnētiskais lauks vairs nav kur slēpties.
Vairāk:
- Paziņojums presei: Mūsu galaktikas magnētiskā lauka kartēšana
- Pētniecības raksts: Zema frekvences Faraday rotācijas pasākumi pret pulsatoriem, izmantojot LOFAR: zondējot 3D galaktikas halogēna magnētisko lauku
- Interaktīvā LOFAR karte
