Samanyolu galaksisinin kendi manyetik alanı vardır. Dünya’ya kıyasla son derece zayıftır; binlerce kez daha zayıf. Ancak gökbilimciler, yıldız oluşumu, kozmik ışınlar ve diğer birçok astrofizik süreç hakkında bize anlatabilecekleri hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorlar.
Avustralya'daki Curtin Üniversitesi'nden bir gökbilimciler ekibi ve CSIRO (Commonwealth Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Organizasyonu) Samanyolu'nun manyetik alanını inceliyorlar ve Samanyolu'nun manyetik alanının en kapsamlı ölçüm kataloğunu 3D olarak yayınladılar.
Bildiri, “LOFAR kullanarak pulsarlara karşı düşük frekanslı Faraday rotasyonu ölçüyor: 3D Galaktik halo manyetik alanını araştırıyor” başlığı altında. Nisan 2019'da Kraliyet Astronomi Derneği Aylık Bildirimleri'nde yayınlandı. Baş yazarı Curtin Üniversitesi'nde üniversite ortağı olan Dr. Charlotte Sobey'dir. Ekip Kanada, Avrupa ve Güney Afrika'dan bilim adamlarını içeriyor.
Ekip LOFAR veya Avrupa radyo teleskopu olan Düşük Frekans Dizisi ile çalıştı. LOFAR 250 MHz'nin altındaki radyo frekanslarında çalışır ve çekirdeği Hollanda'da olmak üzere Avrupa'da 1500 km'lik bir alana yayılmış birçok antenden oluşur.
Ekip, manyetik alan kuvvetlerinin ve pulsarlara doğru yönlerin bugüne kadarki en büyük kataloğu oluşturdu. Elindeki verilerle Samanyolu'nun azalan alan gücünü, sarmal kolların bulunduğu galaksinin düzleminden uzaklıkla tahmin edebildiler.
Bir basın açıklamasında baş yazar Sobey, “Galaksinin manyetik alanını 3 boyutlu olarak verimli bir şekilde araştırmak için pulsar kullandık. Pulsarlar Samanyolu boyunca dağıtılır ve Galaksideki araya giren malzeme radyo dalgası emisyonlarını etkiler. ”
Galaksimizdeki pulsar ve biz arasındaki serbest elektronlar ve manyetik alan, pulsarların yaydığı radyo dalgalarını etkiler. Dr. Sobey ile yapılan bir e-posta röportajında bize, “Bu etkilerin pulsarların sinyallerini incelemek için düzeltilmesi gerekmesine rağmen, Galaxy'miz hakkında başka türlü elde edilmesi mümkün olmayan bilgiler sağlamak için gerçekten yararlıdır.”
Atarcanın radyo dalgaları galakside dolaşırken, araya giren serbest elektronlar nedeniyle dağılma denilen bir etkiye maruz kalırlar. Bu, yüksek frekanslı radyo dalgalarının düşük frekanslı dalgalardan daha erken ulaştığı anlamına gelir. LOFAR'ın verileri, gökbilimcilerin “dağılım ölçüsü” veya DM olarak adlandırılan bu farkı ölçmelerine olanak tanır. DM, gökbilimcilere aramızda ve pulsar arasında kaç tane serbest elektron bulunduğunu söyler. DM daha yüksekse, bu ya pulsarın daha uzak olduğu ya da yıldızlararası ortamın daha yoğun olduğu anlamına gelir.
Bu Samanyolu’nun manyetik alanının ölçülmesinde sadece bir etken. Diğeri elektron yoğunluğunu ve yıldızlararası ortamın manyetik alanını içerir.
Pulsar emisyonları genellikle polarize edilir ve polarize ışık manyetik alana sahip bir plazmadan geçerken, dönme düzlemi döner. Buna Faraday Rotasyonu veya Faraday Etkisi denir. Radyo teleskoplar bu rotasyonu ölçebilir ve buna Faraday Rotasyon Tedbiri (RM) denir. Dr. Sobey'e göre, “Bu bize serbest elektron sayısını ve görüş hattına paralel manyetik alanın gücünü ve net yönü anlatır. Mutlak RM büyüdükçe, daha büyük mesafeler nedeniyle veya Galaksinin düzlemine doğru daha fazla elektron ve / veya daha fazla alan gücü anlamına gelir. ”
Elindeki verilerle, araştırmacılar, Rotasyon Tedbirini Dağılma Tedbirine bölerek Samanyolu'nun katalogdaki her bir pulsara doğru ortalama manyetik alan kuvvetini tahmin ettiler. Haritayı bu şekilde yarattılar. Her bir pulsar ölçümü harita üzerinde bir noktadır. Dr. Sobey'in Space Magazine'e söylediği gibi, “Bu ölçümleri çok sayıda pulsar için (mesafe ölçümleri veya tahminleri olan) elde etmek, Galaktik elektron yoğunluğu ve manyetik alanın yapısının bir haritasını 3-B'de yeniden yapılandırmamıza izin veriyor.”
Samanyolu’nun manyetik yapısının 3B olarak bir haritasına sahip olmak ne işe yarar ki?
Galaksinin manyetik alanı, farklı güç ve mesafe ölçeklerindeki her türlü astrofizik süreci etkiler.
Manyetik alan kozmik ışınların izlediği yolu şekillendirir. Astronomlar, aktif bir galaktik çekirdek (AGN) gibi uzak bir kozmik ışın kaynağı üzerinde çalışırken, manyetik alanın gücünü bilmek, onların çalışma nesnelerini anlamalarına yardımcı olabilir.
Galaksinin manyetik alanı da yıldız oluşumunda rol oynar. Etki tam olarak anlaşılmasa da, manyetik alanın gücü moleküler bulutları etkileyebilir. Sobey UT'ye, “Daha küçük ölçeklerde (parseklerin sırasına göre), manyetik alanlar yıldız oluşumunda rol oynar, moleküler buluttaki çok zayıf veya güçlü bir alan muhtemelen bir bulutun yıldız sistemine dönüşmesini engeller.”
Bu yeni katalog, kuzey gökyüzündeki 137 pulsarın gözlemlerine dayanmaktadır. Yazarlar kataloglarının “mevcut RM ölçümlerinin hassasiyetini ortalama 20 kat arttırdığını söylüyorlar” diyorlar. “Genel olarak, ilk düşük frekanslı kataloğumuz Galaktik manyetik alanın 3D yapısı hakkında değerli bilgiler sağlıyor” diyorlar.
Ancak Dr.Sobey, Samanyolu’nun manyetik alan gücünü henüz haritaya koymadı. Şimdi güneydeki manyetik alanı haritalamak için Avustralya’nın Murchison Widefield Dizisini kullanıyor. Ve her iki haritalama çabası da daha iyi bir şeye yol açıyor.
Dünyanın en büyük radyo teleskopu şimdi planlama aşamasında. Buna Kilometre Kare Dizisi (SKA) denir ve hem Avustralya'da hem de Güney Afrika'da inşa edilecektir. Alıcı istasyonları, merkezi çekirdeğinden 3.000 kilometreye (1900 mil) kadar uzanacak. Büyük boyutu ve alıcılar arasındaki mesafesi bize tüm astronomi alanındaki en yüksek çözünürlüklü görüntülerimizi verecektir.
Bir CSIRO blog yazısında Dr. Sobey, “Gelecekte çalışmalarım, şu anda planlama aşamasının son aşamalarına giren SKA teleskopu ile bilim yapmaya odaklanacaktır. SKA bilimi için uzun vadeli bir hedef, galaksimizin yapısının (özellikle içinde bulunduğumuz için zor!), Özellikle de manyetik alanının ayrıntılı bir haritasını çıkarmak da dahil olmak üzere galaksimiz hakkındaki anlayışımızı kökten değiştirmektir. ”
Samanyolu’nun manyetik alanında saklanacak hiçbir yer kalmayacak.
Daha:
- Basın Bülteni: Galaksimizin manyetik alanını eşleme
- Araştırma Raporu: LOFAR kullanarak düşük frekanslı Faraday rotasyon ölçümleri pulsarlara doğru: 3D Galaktik halo manyetik alanın araştırılması
- Etkileşimli LOFAR haritası
