Recent am aruncat o privire la un tip de hartă foarte neobișnuit - Cerul Faraday. Ca toate galaxiile, a noastră are o „personalitate” magnetică, dar tocmai de unde provin aceste câmpuri și modul în care sunt create este un adevărat mister. Cercetătorii au presupus întotdeauna că au fost create prin procese mecanice precum cele care apar în interiorul Pământului și Soarele. Acum, un nou studiu va oferi oamenilor de știință o înțelegere și mai bună despre structura câmpurilor magnetice galactice așa cum s-a văzut în galaxia noastră.
Echipa, condusă de Max Planck Institute for Astrophysics (MPA), și-a adunat informațiile și a compilat-o cu simulări teoretice pentru a crea încă o hartă detaliată a cerului magnetic. După cum explică Dr. Tracy Clarke, membru al echipei de cercetare, „Cheia aplicării acestor noi tehnici este că acest proiect reunește peste 30 de cercetători cu 26 de proiecte diferite și peste 41.000 de măsurători pe tot cerul. Baza de date rezultată este echivalentă cu aruncarea întregului cer cu surse separate printr-o distanță unghiulară de două luni întregi. " Această cantitate uriașă de date oferă un nou aspect „all-sky” care va permite oamenilor de știință să măsoare structura magnetică a Căii Lactee în detalii minuțioase.
Ce este atât de „nou” despre această hartă? De această dată ne uităm la o cantitate numită profunzimea Faraday - o idee dependentă de o informație liniară vizualizată pe câmpurile magnetice. Acesta a fost creat prin combinarea a peste 41.000 de măsurători singulare care au fost apoi combinate folosind o nouă metodă de reconstrucție a imaginii. În acest caz, toți cercetătorii de la MPA sunt specialiști în noua disciplină a teoriei câmpului informațional. Dr. Tracy Clarke, care lucrează în Divizia de teledetecție a NRL, face parte din echipa de astronomi radio internaționali care au furnizat observațiile radio pentru baza de date. Magnetismul este la scară largă ... și oferă cele mai mici caracteristici magnetice care vor permite oamenilor de știință să înțeleagă în continuare natura turbulenței gazelor galactice.
Conceptul de efect Faraday nu este nou. Oamenii de știință observă și măsoară aceste câmpuri în ultimul secol și jumătate. Cum se face? Când lumina polarizată trece printr-un mediu magnetizat, planul polarizării curge ... un proces cunoscut sub numele de rotație Faraday. Cantitatea de rotație arată direcția și puterea câmpului și, prin urmare, proprietățile acestuia. Lumina polarizată este, de asemenea, generată de surse radio. Folosind frecvențe diferite, rotirea Faraday poate fi, de asemenea, măsurată în acest mod alternativ. Combinând toate aceste măsurători unice, cercetătorii pot achiziționa informații despre o singură cale prin Calea Lactee. Pentru a îmbunătăți în continuare „imaginea de ansamblu”, informațiile trebuie colectate dintr-o varietate de surse - o necesitate completată de 26 de proiecte diferite de observare care au însumat un total de 41.330 de măsurători individuale. Pentru a vă oferi un indiciu al mărimii, aceasta ajunge să fie aproximativ o sursă radio pe un grad pătrat de cer!
Chiar și cu adâncimea de genul acesta, mai există zone pe cerul sudic unde au fost catalogate doar câteva măsurători. Pentru a completa golurile și pentru a oferi o imagine mai realistă, cercetătorii „trebuie să interpoleze între punctele de date existente pe care le-au înregistrat.” Cu toate acestea, acest tip de date provoacă unele probleme cu exactitatea. Deși s-ar putea să credeți că măsurările mai exacte ar avea cel mai mare impact asupra hărții, oamenii de știință nu sunt deloc siguri cât de fiabilă ar putea fi orice măsurare unică - mai ales atunci când acestea ar putea fi influențate de mediul din jurul lor. În acest caz, cele mai precise măsurători nu sunt întotdeauna cele mai mari în punctele de mapare. Ca și Heisenberg, există o incertitudine asociată cu procesul de obținere a măsurătorilor, deoarece procesul este atât de complex. O mică greșeală ar putea duce la o denaturare uriașă a conținutului hărții.
Datorită unui algoritm elaborat de MPA, oamenii de știință sunt capabili să se confrunte cu aceste tipuri de dificultăți cu încredere, în timp ce formează imaginile. Algoritmul, numit „filtru critic extins”, folosește instrumente din discipline noi cunoscute sub denumirea de teoria câmpurilor informaționale - o metodă logică și statistică aplicată câmpurilor. Până în prezent s-a dovedit a fi o metodă eficientă de eliminare a erorilor și chiar s-a dovedit a fi un atu pentru alte domenii științifice, cum ar fi medicina sau geografia, pentru o serie de aplicații de procesare a imaginilor și semnalelor.
Chiar dacă această nouă hartă este un mare asistent pentru studierea propriei noastre galaxii, aceasta va ajuta la deschiderea drumului pentru cercetătorii care studiază și câmpurile magnetice extragalactice. Deoarece viitorul oferă noi tipuri de telescoape radio, cum ar fi LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT și SKA, harta va fi o resursă majoră de măsurători ale efectului Faraday - permițând oamenilor de știință să actualizeze imaginea și să înțeleagă mai mult despre originea câmpuri magnetice galactice.
Sursa povești originale: știri ale laboratorului de cercetări navale.
