Baru-baru ini kami melihat jenis peta yang sangat luar biasa - Faraday Sky. Seperti semua galaksi, kita mempunyai "keperibadian" magnetik, tetapi dari mana bidang ini berasal dan bagaimana ia diciptakan adalah misteri yang asli. Para penyelidik selalu menganggap bahawa ia diciptakan oleh proses mekanikal seperti yang berlaku di pedalaman Bumi dan Matahari. Sekarang kajian baru akan memberi para saintis pemahaman yang lebih baik mengenai struktur medan magnet galaksi seperti yang dilihat di seluruh galaksi kita.
Pasukan itu, yang diketuai oleh Max Planck Institute for Astrophysics (MPA), mengumpulkan maklumat mereka dan mengumpulkannya dengan simulasi teori untuk membuat satu lagi peta terperinci langit magnet. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Tracy Clarke, ahli pasukan penyelidikan NRL, "Kunci untuk menerapkan teknik baru ini adalah bahawa projek ini mengumpulkan lebih dari 30 penyelidik dengan 26 projek yang berbeza dan lebih dari 41,000 ukuran di seluruh langit. Pangkalan data yang dihasilkan adalah setara dengan menghirup seluruh langit dengan sumber yang dipisahkan oleh jarak sudut dua bulan penuh. " Sejumlah besar data ini memberikan tampilan "seluruh langit" baru yang akan membolehkan para saintis mengukur struktur magnet Bima Sakti secara terperinci.
Apa yang "baru" tentang peta ini? Kali ini kita melihat kuantiti yang disebut kedalaman Faraday - idea yang bergantung pada maklumat pandangan yang ditetapkan pada medan magnet. Ia dibuat dengan menggabungkan lebih dari 41,000 ukuran tunggal yang kemudian digabungkan menggunakan kaedah pembinaan semula gambar baru. Dalam kes ini, semua penyelidik di MPA adalah pakar dalam disiplin teori bidang maklumat yang baru. Dr Tracy Clarke, bekerja di Bahagian Sensing Jauh NRL, adalah sebahagian daripada pasukan astronomi radio antarabangsa yang memberikan pemerhatian radio untuk pangkalan data. Kemagnetan pada skala besar… dan memberikan ciri-ciri magnet terkecil yang akan membolehkan para saintis memahami lebih jauh tentang sifat pergolakan gas galaksi.
Konsep kesan Faraday bukanlah perkara baru. Para saintis telah memerhatikan dan mengukur bidang ini sejak setengah abad yang lalu. Bagaimana ia dilakukan? Apabila cahaya terpolarisasi melewati medium magnet, satah polarisasi terbalik… suatu proses yang dikenali sebagai putaran Faraday. Jumlah putaran menunjukkan arah dan kekuatan medan dan dengan itu sifatnya. Cahaya terpolarisasi juga dihasilkan dari sumber radio. Dengan menggunakan frekuensi yang berbeza, putaran Faraday juga dapat diukur dengan cara alternatif ini. Dengan menggabungkan semua ukuran unik ini, penyelidik dapat memperoleh maklumat mengenai satu jalan melalui Bima Sakti. Untuk meningkatkan lagi "gambaran besar", maklumat mesti dikumpulkan dari pelbagai sumber - keperluan yang dipenuhi oleh 26 projek pemerhatian yang berlainan yang menghasilkan sejumlah 41.330 pengukuran individu. Untuk memberi anda petunjuk tentang ukuran, yang akhirnya menjadi kira-kira satu sumber radio per darjah persegi langit!
Walaupun dengan kedalaman seperti ini, masih ada kawasan di langit selatan di mana hanya beberapa ukuran yang telah dikatalogkan. Untuk mengisi jurang dan memberikan pandangan yang lebih realistik, para penyelidik "harus menginterpolasi antara titik data yang ada yang telah mereka catat." Walau bagaimanapun, jenis data ini menyebabkan beberapa masalah dengan ketepatan. Walaupun anda mungkin menganggap pengukuran yang lebih tepat akan memberi kesan paling besar pada peta, para saintis tidak begitu yakin sejauh mana pengukuran tunggal boleh dipercayai - terutama ketika mereka dapat dipengaruhi oleh persekitaran di sekitarnya. Dalam kes ini, pengukuran yang paling tepat tidak selalu mendapat peringkat tertinggi dalam titik pemetaan. Seperti Heisenberg, terdapat ketidakpastian yang berkaitan dengan proses mendapatkan pengukuran kerana prosesnya sangat kompleks. Hanya satu kesalahan kecil boleh menyebabkan penyelewengan besar dalam kandungan peta.
Berkat algoritma yang dibuat oleh MPA, saintis dapat menghadapi kesukaran jenis ini dengan yakin ketika mereka mengumpulkan gambar. Algoritma, yang disebut "penapis kritikal diperpanjang," menggunakan alat dari disiplin baru yang dikenali sebagai teori medan maklumat - kaedah logik dan statistik yang diterapkan pada bidang. Sejauh ini terbukti menjadi kaedah yang berkesan untuk menyingkirkan kesilapan dan bahkan telah membuktikan dirinya sebagai aset kepada bidang ilmiah lain seperti perubatan atau geografi untuk pelbagai aplikasi pemprosesan gambar dan isyarat.
Walaupun peta baru ini adalah pembantu yang bagus untuk mengkaji galaksi kita sendiri, ia akan membantu membuka jalan bagi para penyelidik yang mempelajari medan magnet extragalactic juga. Oleh kerana masa depan menyediakan jenis teleskop radio baru seperti LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT dan SKA, peta akan menjadi sumber pengukuran utama kesan Faraday - membolehkan para saintis mengemas kini gambar dan lebih jauh pemahaman kita tentang asal usul medan magnet galaksi.
Sumber Kisah Asal: Berita Makmal Penyelidikan Tentera Laut.
