Galaxia Calea Lactee are propriul său câmp magnetic. Este extrem de slab în comparație cu Pământul; de mii de ori mai slab, de fapt. Astronomii vor însă să afle mai multe despre asta datorită a ceea ce ne poate spune despre formarea stelelor, razele cosmice și o serie de alte procese astrofizice.
O echipă de astronomi de la Curtin University din Australia și CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) au studiat câmpul magnetic al Calea Lactee și au publicat cel mai cuprinzător catalog de măsurători ale câmpului magnetic al Calea Lactee în 3D.
Lucrarea este intitulată „Măsuri de rotație Faraday cu frecvență joasă spre pulsars folosind LOFAR: sondarea câmpului magnetic halo 3D Galactic.” A fost publicat în lunar Notices of the Royal Astronomical Society în aprilie 2019. Autorul principal este Dr. Charlotte Sobey, asociat universitar la Universitatea Curtin. Echipa include oameni de știință din Canada, Europa și Africa de Sud.
Echipa a lucrat cu LOFAR sau cu frecvența de frecvență joasă, un radiotelescop european. LOFAR funcționează în frecvențe radio sub 250 MHz și constă din multe antene răspândite pe o suprafață de 1500 km în Europa, cu nucleul său în Olanda.
Echipa a asamblat până în prezent cel mai mare catalog de forțe de câmp magnetic și direcții spre pulsars. Cu aceste date în mână, au fost capabili să estimeze scăderea puterii câmpului Calea Lactee cu distanța față de planul galaxiei, unde se află brațele spiralate.
Într-un comunicat de presă, autorul principal Sobey a spus „Am folosit pulsars pentru a sonda eficient câmpul magnetic al Galaxy în 3-D. Pulsars sunt distribuite pe toată Calea Lactee, iar materialul care intervine în Galaxie afectează emisia lor de unde radio. "
Electronii liberi și câmpul magnetic din Galaxia noastră dintre pulsar și noi afectează undele radio emise de pulsars. Într-un interviu pe e-mail cu Dr. Sobey, ea ne-a spus: „Deși aceste efecte trebuie corectate pentru a studia semnalele pulsars, acestea sunt cu adevărat utile pentru furnizarea de informații despre galaxia noastră care nu ar fi posibil să obțină altfel.”
Pe măsură ce undele radio ale pulsarului călătoresc prin galaxie, ele sunt supuse unui efect numit dispersie, datorită intervenției electronilor liberi. Aceasta înseamnă că undele radio cu frecvență mai mare ajung mai devreme decât undele cu frecvență mai mică. Datele de la LOFAR permit astronomilor să măsoare această diferență, numită „măsură de dispersie” sau DM. DM le spune astronomilor câți electroni liberi sunt între noi și pulsar. Dacă DM este mai mare, înseamnă că fie pulsarul este mai departe, fie mediul interstelar este mai dens.
Acesta este doar unul dintre factorii de măsurare a câmpului magnetic al Calea Lactee. Celălalt implică densitatea electronilor și câmpul magnetic al mediului interstelar.
Emisiile pulsare sunt adesea polarizate, iar când lumina polarizată călătorește printr-o plasmă cu un câmp magnetic, planul de rotație se rotește. Acesta se numește Faraday Rotation sau Faraday Effect. Radio-telescoape pot măsura această rotație și se numește Faraday Rotation Measure (RM). Potrivit Dr. Sobey, „Acest lucru ne spune numărul de electroni liberi și puterea câmpului magnetic paralel cu linia vizuală, precum și direcția netă. Cu cât RM-ul mai mare înseamnă mai mulți electroni și / sau mai multe forțe de câmp, datorită distanțelor mai mari sau spre planul galaxiei. "
Cu aceste date în mână, cercetătorii au estimat apoi rezistența medie a câmpului magnetic al Căii Lactee față de fiecare pulsar din catalog, prin împărțirea Măsurii de rotație la măsura de dispersie. Și așa au creat harta. Fiecare singură măsurare pulsar este un punct pe hartă. După cum a spus Dr. Sobey la Space Magazine, „Obținerea acestor măsurători pentru un număr mare de pulsars (care au măsurători la distanță sau estimări) ne permite să reconstruim o hartă a structurii densității electronice galactice și a câmpului magnetic în 3-D.”
Deci, ce bine face pentru a avea o hartă a structurii magnetice a Calea Lactee în 3D?
Câmpul magnetic al galaxiei afectează tot felul de procese astrofizice pe diferite scale de forță și distanță.
Câmpul magnetic modelează calea pe care o urmează razele cosmice. Deci, atunci când astronomii studiază o sursă îndepărtată de raze cosmice, precum un nucleu galactic activ (AGN), cunoașterea puterii câmpului magnetic îi poate ajuta să înțeleagă obiectul lor de studiu.
Câmpul magnetic al galaxiei joacă, de asemenea, un rol în formarea stelelor. Deși efectul nu este pe deplin înțeles, puterea unui câmp magnetic poate afecta norii moleculari. Sobey a declarat pentru UT: „La scări mai mici (de ordinul parsecurilor), câmpurile magnetice joacă un rol în formarea stelelor, cu un câmp prea slab sau puternic dintr-un nor molecular, care poate inhiba prăbușirea unui nor într-un sistem stelar.”
Acest nou catalog se bazează pe observații de 137 pulsars din cerul nordic. Autorii spun că catalogul lor „îmbunătățește, în medie, precizia măsurărilor RM existente cu un factor de 20 ...” De asemenea, spun „În general, catalogul nostru inițial de joasă frecvență oferă informații valoroase despre structura 3D a câmpului magnetic galactic.”
Însă doctorul Sobey nu a terminat de cartografiat rezistența câmpului magnetic al Calea Lactee. Acum folosește matricea australiană Murchison Widefield pentru a cartona câmpul magnetic din cerul sudic. Ambele eforturi de cartografiere duc la ceva mai bun.
Cel mai mare radiotelescop din lume este acum în faza de planificare. Se numește Square Kilometer Array (SKA) și va fi construit atât în Australia, cât și în Africa de Sud. Stațiile sale de recepție se vor extinde până la 3.000 de kilometri (1900 mile) de centrul central. Dimensiunea sa masivă și distanța dintre receptoare ne vor oferi imaginile noastre de cea mai înaltă rezoluție în toată astronomia.
Într-o postare pe blogul CSIRO, dr. Sobey a spus: „Munca mea în viitor se va concentra pe construirea de științe cu telescopul SKA, care intră în prezent în etapele finale ale fazei de planificare. Un obiectiv pe termen lung pentru știința SKA este să revoluționeze înțelegerea galaxiei noastre, inclusiv producerea unei hărți detaliate a structurii galaxiei noastre (ceea ce este dificil pentru că ne aflăm în interiorul acesteia), în special câmpul său magnetic. "
Câmpul magnetic al Calea Lactee nu va avea nicăieri de ascuns.
Mai Mult:
- Comunicat de presă: maparea câmpului magnetic al galaxiei noastre
- Document de cercetare: Măsuri de rotație Faraday cu frecvență scăzută către pulsars folosind LOFAR: sondarea câmpului magnetic halo 3D Galactic
- Harta LOFAR interactivă
