Galaksi Bima Sakti mempunyai medan magnetnya sendiri. Ia sangat lemah berbanding Bumi; beribu-ribu kali lebih lemah, sebenarnya. Tetapi ahli astronomi ingin mengetahui lebih lanjut mengenainya kerana apa yang dapat memberitahu kita mengenai pembentukan bintang, sinar kosmik, dan pelbagai proses astrofizik yang lain.
Pasukan ahli astronomi dari Universiti Curtin di Australia, dan CSIRO (Organisasi Penyelidikan Ilmiah dan Industri Komanwel) telah mengkaji medan magnet Bima Sakti, dan mereka telah menerbitkan katalog pengukuran medan magnet Bima Sakti yang paling komprehensif dalam 3D.
Makalah ini bertajuk "Putaran Faraday frekuensi rendah mengukur pulsar menggunakan LOFAR: menyiasat medan magnet halo Galactic 3D." Ia diterbitkan dalam Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja pada April 2019. Penulis utama ialah Dr. Charlotte Sobey, rakan universiti di Curtin University. Pasukan ini merangkumi saintis dari Kanada, Eropah, dan Afrika Selatan.
Pasukan ini bekerjasama dengan LOFAR, atau Low-Frequency Array, sebuah teleskop radio Eropah. LOFAR berfungsi dalam frekuensi radio di bawah 250 MHz dan terdiri daripada banyak antena yang tersebar di kawasan 1500 km di Eropah, dengan terasnya di Belanda.
Pasukan ini mengumpulkan katalog terbesar hingga kini kekuatan medan magnet dan arah menuju pulsar. Dengan data tersebut, mereka dapat menganggarkan kekuatan medan Bima Sakti yang menurun dengan jarak dari bidang galaksi, di mana lengan lingkaran.
Dalam siaran akhbar, penulis utama Sobey mengatakan, "Kami menggunakan pulsar untuk memeriksa medan magnet Galaxy dalam 3-D dengan cekap. Pulsar diedarkan ke seluruh Bima Sakti, dan bahan campur tangan di Galaxy mempengaruhi pelepasan gelombang radio mereka. "
Elektron bebas dan medan magnet di Galaksi kita antara pulsar dan kita mempengaruhi gelombang radio yang dipancarkan oleh pulsar. Dalam wawancara e-mel dengan Dr. Sobey, dia memberitahu kami, "Walaupun kesan ini perlu diperbaiki untuk mengkaji isyarat pulsar, ia sangat berguna untuk memberikan maklumat mengenai Galaxy kami yang tidak mungkin diperoleh sebaliknya."
Ketika gelombang radio pulsar bergerak melalui galaksi, mereka mengalami kesan yang disebut penyebaran, kerana mengganggu elektron bebas. Ini bermaksud gelombang radio frekuensi yang lebih tinggi tiba lebih cepat daripada gelombang frekuensi yang lebih rendah. Data dari LOFAR membolehkan para astronom mengukur perbezaan ini, yang disebut "ukuran penyebaran" atau DM. DM memberitahu ahli astronomi berapa banyak elektron bebas di antara kita dan pulsar. Sekiranya DM lebih tinggi, itu bermaksud pulsar lebih jauh, atau medium antarbintang lebih padat.
Itulah salah satu faktor dalam pengukuran medan magnet Bima Sakti. Yang lain melibatkan ketumpatan elektron dan medan magnet medium antara bintang.
Pelepasan pulsar sering terpolarisasi, dan ketika cahaya terpolarisasi bergerak melalui plasma dengan medan magnet, bidang putaran berputar. Itu dipanggil Faraday Rotation atau Faraday Effect. Teleskop radio dapat mengukur putaran itu, dan itu disebut Faraday Rotation Measure (RM). Menurut Dr. Sobey, "Ini memberitahu kita jumlah elektron bebas dan kekuatan medan magnet yang selari dengan garis penglihatan, serta arah jaring. Semakin besar RM mutlak, bermakna lebih banyak elektron dan / atau kekuatan medan lebih besar, kerana jarak yang lebih jauh atau ke arah galaksi. "
Dengan adanya data tersebut, para penyelidik kemudian menganggarkan kekuatan medan magnet rata-rata Bima Sakti ke arah setiap pulsar dalam katalog, dengan membahagikan Rotation Measure dengan Dispersion Measure. Dan begitulah cara mereka membuat peta. Setiap pengukuran pulsar tunggal adalah satu titik pada peta. Seperti yang dikatakan oleh Dr. Sobey kepada Space Magazine, "Memperolehi ukuran ini untuk sejumlah besar pulsar (yang mempunyai ukuran atau perkiraan jarak) memungkinkan kita menyusun kembali struktur struktur ketumpatan elektron Galaksi dan medan magnet dalam 3-D."
Oleh itu, apa gunanya mempunyai peta struktur magnet Bima Sakti dalam bentuk 3D?
Medan magnet galaksi mempengaruhi semua jenis proses astrofizik di kekuatan dan skala jarak yang berbeza.
Medan magnet membentuk jalan yang diikuti oleh sinar kosmik. Oleh itu, ketika ahli astronomi mengkaji sumber sinar kosmik yang jauh, seperti nukleus galaksi aktif (AGN), mengetahui kekuatan medan magnet dapat membantu mereka memahami objek kajian mereka.
Medan magnet galaksi juga berperanan dalam pembentukan bintang. Walaupun kesannya tidak difahami sepenuhnya, kekuatan medan magnet dapat mempengaruhi awan molekul. Sobey mengatakan kepada UT, "Pada skala yang lebih kecil (berdasarkan urutan parsec), medan magnet berperanan dalam pembentukan bintang, dengan medan yang terlalu lemah atau kuat dalam awan molekul yang mungkin menghalang kejatuhan awan ke dalam sistem bintang."
Katalog baru ini berdasarkan pemerhatian 137 pulsar di langit utara. Penulis mengatakan bahawa katalog mereka "meningkatkan ketepatan pengukuran RM yang ada secara purata dengan faktor 20 ..." Mereka juga mengatakan "Secara keseluruhan, katalog frekuensi rendah awal kami memberikan maklumat berharga mengenai struktur 3D medan magnet Galaksi."
Tetapi Dr. Sobey belum selesai memetakan kekuatan medan magnet Bima Sakti. Dia kini menggunakan Murchison Widefield Array Australia untuk memetakan medan magnet di langit selatan. Dan kedua-dua usaha pemetaan ini membawa kepada sesuatu yang lebih baik.
Teleskop radio terbesar di dunia kini dalam fasa perancangan. Ia dinamakan Square Kilometer Array (SKA) dan akan dibina di Australia dan Afrika Selatan. Stesen penerimaannya akan menjangkau sejauh 3.000 kilometer (1900 batu) dari pusatnya. Ukuran dan jaraknya yang besar antara penerima akan memberi kita gambar resolusi tertinggi kita dalam semua astronomi.
Dalam catatan blog CSIRO, Dr. Sobey mengatakan, "Pekerjaan saya di masa depan akan memfokuskan diri untuk membangun sains dengan teleskop SKA, yang kini memasuki tahap akhir dari fasa perancangan. Salah satu tujuan jangka panjang untuk sains SKA adalah merevolusikan pemahaman kita tentang galaksi kita, termasuk menghasilkan peta terperinci struktur galaksi kita (yang sukar kerana kita berada di dalamnya!), Terutamanya medan magnetnya. "
Medan magnet Bima Sakti tidak akan dapat disembunyikan.
Lagi:
- Siaran Akhbar: Memetakan medan magnet galaksi kita
- Kertas Penyelidikan: Langkah putaran Faraday frekuensi rendah ke arah pulsar menggunakan LOFAR: menyiasat medan magnet halo Galactic 3D
- Peta LOFAR interaktif
