Pujian kepada para saintis di Max Planck Institut dan pasukan astronomi radio antarabangsa untuk peta baru yang sangat terperinci mengenai medan magnet galaksi kita! Peta langit yang unik ini telah melampaui pendahulunya dan memberi kita gambaran mengenai struktur medan magnet Bima Sakti di luar apa yang dilihat sejauh ini. Apa yang istimewa dari yang ini? Ini menunjukkan kepada kita kualiti yang dikenali sebagai kedalaman Faraday - konsep yang sesuai dengan pandangan tertentu. Untuk membina peta, data disatukan dari 41,000 pengukuran yang dikumpulkan dari teknik pembinaan semula gambar baru. Kita sekarang dapat melihat bukan sahaja struktur utama bidang galaksi, tetapi ciri-ciri yang kurang jelas seperti pergolakan dalam gas galaksi.
Jadi, apakah maksud peta baru seperti ini? Semua galaksi mempunyai medan magnet, tetapi sumbernya adalah misteri. Setakat ini, kita hanya dapat meneka kejadian itu berlaku kerana proses dinamo ... di mana tenaga mekanik diubah menjadi tenaga magnet. Jenis ciptaan ini sangat normal dan berlaku di Bumi, Matahari, dan bahkan pada skala yang lebih kecil seperti radio yang menggunakan tangan engkol - atau lampu suluh Faraday! Dengan menunjukkan kepada kita di mana struktur medan magnet berlaku di Bima Sakti, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik mengenai dinamika galaksi.
Selama satu setengah abad yang lalu, kami telah mengetahui tentang putaran Faraday dan para saintis menggunakannya untuk mengukur medan magnet kosmik. Tindakan ini berlaku apabila cahaya terpolarisasi melalui medium magnet dan satah polarisasi berputar. Jumlah putaran bergantung pada kekuatan dan arah medan magnet. Dengan memerhatikan putaran, kita dapat lebih memahami sifat medan magnet yang saling campur. Ahli astronomi radio mengumpulkan dan meneliti cahaya terpolarisasi dari sumber radio jauh yang melewati galaksi dalam perjalanan ke kita. Kesan Faraday kemudian dapat dinilai dengan mengukur polarisasi sumber pada pelbagai frekuensi. Walau bagaimanapun, pengukuran ini hanya dapat memberitahu kita tentang satu jalan melalui Bima Sakti. Untuk melihat sesuatu secara keseluruhan, seseorang perlu mengetahui berapa banyak sumber yang tersebar di langit yang kelihatan. Di sinilah kumpulan astronomi radio antarabangsa memainkan peranan penting. Mereka membuktikan data dari 26 projek yang berbeza yang memberikan sejumlah 41.300 sumber tepat - rata-rata kira-kira satu sumber radio per darjah persegi langit.
Walaupun kedengarannya seperti banyak maklumat, itu masih belum cukup. Terdapat banyak kawasan, terutama di langit selatan, di mana hanya ada beberapa ukuran. Kerana kekurangan data ini, kita harus melakukan interpolasi antara titik data yang ada dan yang menimbulkan masalahnya sendiri. Pertama, ketepatannya berbeza-beza dan ukuran yang lebih tepat harus membantu. Juga, ahli astronomi tidak begitu pasti sejauh mana satu pengukuran boleh dipercayai - mereka hanya perlu meneka dengan tepat berdasarkan maklumat yang mereka ada. Namun, masalah lain masih ada. Terdapat ketidakpastian pengukuran kerana sifat proses yang kompleks. Kesalahan kecil boleh meningkat sepuluh kali ganda dan ini boleh menyatukan peta jika tidak diperbetulkan. Untuk membantu menyelesaikan masalah ini, para saintis di MPA mengembangkan algoritma baru untuk menangkap gambar, yang dinamakan "filter kritikal yang diperluas". Dalam penciptaannya, pasukan menggunakan alat yang disediakan oleh disiplin baru yang dikenali sebagai teori medan maklumat - alat yang kuat yang menggabungkan kaedah logik dan statistik dengan bidang yang diaplikasikan dan mengatasi maklumat yang tidak tepat. Karya baru ini sangat menarik kerana dapat juga diterapkan ke tempat pengimejan dan pemprosesan isyarat lain dalam bidang ilmiah alternatif.
“Selain peta kedalaman Faraday yang terperinci (Gbr. 1), algoritma menyediakan peta ketidakpastian (Gbr. 2). Terutama di cakera galaksi dan di kawasan yang kurang diperhatikan di sekitar kutub langit selatan (kuadran kanan bawah), ketidakpastian jauh lebih besar. " kata pasukan. "Untuk lebih menekankan struktur di medan magnet galaksi, dalam Rajah 3 (di atas) kesan cakera galaksi telah dikeluarkan sehingga ciri-ciri yang lebih lemah di atas dan di bawah cakera galaksi lebih kelihatan. Ini menunjukkan bukan sahaja jalur mendatar yang jelas dari cakera gas Bima Sakti kita di tengah gambar, tetapi juga bahawa arah medan magnet nampaknya bertentangan di atas dan di bawah cakera. Perubahan arah yang serupa juga berlaku antara sisi kiri dan kanan gambar, dari satu sisi pusat Bima Sakti ke yang lain. "
Berita baiknya ialah teori dinamo galaksi nampaknya tepat. Ia telah meramalkan struktur simetri dan peta baru mencerminkannya. Dalam unjuran ini, medan magnet dibaris sejajar dengan satah cakera galaksi dalam lingkaran. Arah ini bertentangan di atas dan di bawah cakera dan simetri yang diperhatikan dalam peta Faraday muncul dari lokasi kami di dalam cakera galaksi. Di sini kita melihat struktur besar dan kecil terikat dengan struktur gas Bima Sakti yang bergolak dan dinamik. Algoritma peta baru ini juga mempunyai garis sampingan yang hebat ... ia mencirikan taburan ukuran struktur ini. Yang lebih besar lebih pasti daripada yang lebih kecil, yang biasa untuk sistem bergolak. Spektrum ini kemudian dapat disusun berdasarkan model dinamika komputer - memungkinkan untuk pengujian yang rumit terhadap model dinamo galaksi.
Peta baru yang luar biasa ini lebih daripada sekadar wajah cantik dalam astronomi. Dengan memberikan maklumat medan magnet extragalactic, kami membolehkan projek teleskop radio seperti LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat dan SKA naik ke ketinggian baru. Dengan ini akan muncul lebih banyak lagi kemas kini ke Langit Faraday dan mengungkap misteri asal-usul medan magnet galaksi.
Sumber Kisah Asal: Max Planck Institut untuk Siaran Berita Astrofizik. Untuk Bacaan Lanjut: Peta langit Faraday galaksi yang lebih baik ”. Muat turun peta di SINI.
