Nesen mēs apskatījām ļoti neparastu kartes veidu - Faraday Sky. Tāpat kā visām galaktikām, arī mūsējiem piemīt magnētiska “personība”, taču patiess noslēpums ir tikai tas, no kurienes šie lauki nāk un kā tie tiek veidoti. Pētnieki vienmēr ir uzskatījuši, ka tos radījuši tādi mehāniski procesi kā Zemes iekšienē un Saule. Tagad jauns pētījums sniegs zinātniekiem vēl labāku izpratni par galaktisko magnētisko lauku struktūru, kā tas redzams visā mūsu galaktikā.
Komanda Maksima Planka astrofizikas institūta (MPA) vadībā apkopoja savu informāciju un apkopoja to ar teorētiskām simulācijām, lai izveidotu vēl vienu detalizētu magnētisko debesu karti. Kā skaidro NRL pētnieks Tracy Clarke, pētnieku grupas loceklis: “Šo jauno metožu pielietošanas atslēga ir tā, ka šis projekts apvieno vairāk nekā 30 pētniekus ar 26 dažādiem projektiem un vairāk nekā 41 000 mērījumu debesīs. Iegūtā datu bāze ir līdzvērtīga visu debesu piepildīšanai ar avotiem, ko atdala divu pilnmēness leņķiskais attālums. ” Šis milzīgais datu daudzums nodrošina jaunu “visu debesu” izskatu, kas ļaus zinātniekiem sīki izmērīt Piena ceļa magnētisko struktūru.
Tikai kas ir tik “jauns” šajā kartē? Šoreiz mēs apskatīsim daudzumu, ko sauc par Faraday dziļumu - ideju, kas atkarīga no redzes līnijas informācijas, kas iestatīta uz magnētiskajiem laukiem. Tas tika izveidots, apvienojot vairāk nekā 41 000 atsevišķu mērījumu, kas pēc tam tika apvienoti, izmantojot jaunu attēla rekonstrukcijas metodi. Šajā gadījumā visi MPA pētnieki ir jaunās informācijas lauka teorijas disciplīnas speciālisti. Dr Tracy Clarke, kas strādā NRL Attālās izpētes nodaļā, ir daļa no starptautisko radioastronomu komandas, kuri sniedza datubāzes radio novērojumus. Tas ir magnētisms lielos apmēros… un piešķir pat vismazākās magnētiskās īpašības, kas zinātniekiem ļaus labāk izprast galaktisko gāzu turbulences būtību.
Faraday efekta jēdziens nav jauns. Zinātnieki ir novērojuši un izmērījuši šos laukus pagājušā pusotra gadsimta laikā. Tikai kā tas tiek darīts? Kad polarizētā gaisma iziet cauri magnetizētai videi, polarizācijas plakne pārslīd… process, kas pazīstams kā Faraday rotācija. Rotācijas daudzums parāda lauka virzienu un stiprumu, tātad arī tā īpašības. Polarizētu gaismu rada arī radio avoti. Izmantojot dažādas frekvences, Faraday rotāciju var izmērīt arī šādā alternatīvā veidā. Apvienojot visus šos unikālos mērījumus, pētnieki var iegūt informāciju par vienu ceļu caur Piena ceļu. Lai vēl vairāk uzlabotu “kopējo ainu”, informācija jāapkopo no dažādiem avotiem - vajadzību piepilda 26 dažādi novērošanas projekti, kas kopā sastādīja 41 330 atsevišķus mērījumus. Lai dotu jums lieluma pavedienu, kas galu galā ir aptuveni viens radio avots uz debesu kvadrātu grādu!
Pat ar tādu dziļumu kā dienvidu debesīs joprojām ir teritorijas, kurās ir uzskaitīti tikai daži mērījumi. Lai aizpildītu nepilnības un iegūtu reālistiskāku skatījumu, pētniekiem “ir jāinterpolē esošie datu punkti, kurus viņi ir ierakstījuši”. Tomēr šāda veida dati rada dažas precizitātes problēmas. Lai gan jūs varētu domāt, ka precīzākiem mērījumiem būtu vislielākā ietekme uz karti, zinātnieki nav pilnīgi pārliecināti, cik ticami varētu būt atsevišķi mērījumi - it īpaši, ja tos var ietekmēt apkārtējā vide. Šajā gadījumā precīzākie mērījumi ne vienmēr ir visaugstākais kartēšanas punktos. Tāpat kā Heisenbergs, ar mērījumu iegūšanas procesu ir saistīta nenoteiktība, jo process ir tik sarežģīts. Tikai viena maza kļūda var izraisīt milzīgus traucējumus kartes saturā.
Pateicoties MPA izstrādātajam algoritmam, zinātnieki, veidojot attēlus, var ar pārliecību saskarties ar šāda veida grūtībām. Algoritmā, ko sauc par “paplašinātu kritisko filtru”, tiek izmantoti jauno disciplīnu rīki, kas pazīstami kā informācijas lauka teorija - loģiska un statistiska metode, ko piemēro laukiem. Līdz šim tā ir pierādījusi sevi kā efektīvu kļūdu novēršanas metodi un pat ir pierādījusi sevi kā ieguvums citām zinātnes jomām, piemēram, medicīnai vai ģeogrāfijai, dažādiem attēlu un signālu apstrādes lietojumiem.
Lai arī šī jaunā karte ir lielisks palīgs mūsu pašu galaktiku izpētē, tā palīdzēs sagatavot ceļu arī pētniekiem, kas pēta arī ārpusgalaktiskos magnētiskos laukus. Tā kā nākotne nodrošina jauna veida radioteleskopus, piemēram, LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT un SKA, karte būs būtisks Faraday efekta mērījumu resurss - ļaus zinātniekiem atjaunināt attēlu un uzlabot mūsu izpratni par radioaktivitātes izcelsmi. galaktiskie magnētiskie lauki.
Oriģināls stāsta avots: Jūras pētniecības laboratorijas jaunumi.
