קודוס למדענים במכון מקס פלאנק ולצוות בינלאומי של אסטרונומים ברדיו למפה חדשה ומפורטת להפליא של שדות המגנטיים של הגלקסיה שלנו! מפה ייחודית זו עם כל השמיים עלתה על קודמותיה והיא נותנת לנו תובנה לגבי מבנה השדה המגנטי של שביל החלב מעבר לכל מה שנראה עד כה. מה כל כך מיוחד בזה? זה מראה לנו איכות המכונה עומק פאראדיי - מושג שעובד לאורך קו ראייה ספציפי. כדי לבנות את המפה, נתווגו נתונים מתוך 41,000 מדידות שנאספו מטכניקת שחזור תמונות חדשה. אנו יכולים לראות כעת לא רק את המבנה העיקרי של שדות גלקטיים, אלא תכונות פחות ברורות כמו סערה בגז הגלקטי.
אז מה בדיוק המשמעות של מפה חדשה מסוג זה? לכל הגלקסיות שדות מגנטיים, אך מקורם הוא תעלומה. נכון לעכשיו, אנו יכולים רק לנחש שהם מתרחשים כתוצאה מתהליכי דינמו ... בהם האנרגיה המכנית הופכת לאנרגיה מגנטית. יצירה מסוג זה תקינה לחלוטין וקורה כאן על פני כדור הארץ, השמש, ואפילו בקנה מידה קטן יותר כמו רדיו מונע ידיים - או פנס של פאראדיי! על ידי הצגתנו היכן מתרחשים מבני שדה מגנטי בנתיב החלב, אנו יכולים לקבל הבנה טובה יותר של הדינמוסים הגלקטיים.
במשך המאה וחצי האחרונות ידענו על סיבוב פאראדיי ומדענים משתמשים בו כדי למדוד שדות מגנטיים קוסמיים. פעולה זו מתרחשת כאשר אור מקוטב עובר במדיום ממוגנט ומישור הקיטוב מסתובב. כמות הפנייה תלויה בחוזק ובכיוון של השדה המגנטי. על ידי התבוננות בסיבוב נוכל להבין עוד יותר את התכונות של השדות המגנטיים המתערבים. אסטרונומים ברדיו אוספים ובוחנים את האור הקוטב ממקורות רדיו רחוקים העוברים בגלקסיה שלנו בדרכנו אלינו. לאחר מכן ניתן לשפוט את אפקט פאראדיי על ידי מדידת קיטוב המקור בתדרים שונים. עם זאת, מדידות אלה יכולות לספר לנו רק על הנתיב האחד דרך שביל החלב. כדי לראות את הדברים בכללותם, צריך לדעת כמה מקורות פזורים בשמים הגלויים. זה המקום בו הקבוצה הבינלאומית של אסטרונומים ברדיו מילאה תפקיד חשוב. הם הוכיחו נתונים מ -26 פרויקטים שונים שהעניקו לסך הכל 41,300 מקורות נקודתיים - בממוצע בערך מקור רדיו אחד לכל ריבוע של שמיים.
למרות שזה נשמע כמו שפע של מידע, זה עדיין לא ממש מספיק. ישנם אזורים ענקיים, במיוחד בשמיים הדרומיים, בהם קיימות רק מעט מדידות. בגלל המחסור בנתונים, עלינו לחבר בין נקודות נתונים קיימות וזה יוצר בעיות משלו. ראשית, הדיוק משתנה ומדידות מדויקות יותר צריכות לעזור. כמו כן, אסטרונומים לא בדיוק בטוחים עד כמה אמינה יכולה להיות מדידה יחידה - הם רק צריכים לנקוט במיטב הניחוש שלהם על סמך איזה מידע יש להם. ובכל זאת, בעיות אחרות קיימות. ישנם אי ודאות במדידה בגלל אופיו המורכב של התהליך. שגיאה קטנה יכולה להגדיל פי עשרה וזה יכול לפתור את המפה אם לא יתוקן. כדי לסייע בפתרון בעיות אלה, מדענים ב- MPA פיתחו אלגוריתם חדש ללכידת תמונות, המכונה "המסנן הקריטי המורחב". ביצירתו, הצוות משתמש בכלים שמספקת המשמעת החדשה המכונה תיאוריית שדות מידע - כלי רב עוצמה שמשלב שיטות לוגיות וסטטיסטיות לשדות מיושמים ומערם אותו כנגד מידע לא מדויק. עבודה חדשה זו מלהיבה מכיוון שניתן ליישם אותה גם על מקומות הדמיה ועיבוד אותות אחרים בתחומים מדעיים חלופיים.
"בנוסף למפת העומק המפורטת של פאראדיי (איור 1), האלגוריתם מספק מפה של אי הוודאות (איור 2). במיוחד בדיסק הגלקטי ובאזור פחות נצפה סביב הקוטב השמימי הדרומי (רביע מימין למטה), אי הוודאות גדולים משמעותית. " אומר הצוות. "כדי להדגיש טוב יותר את המבנים בשדה המגנטי הגלקטי, באיור 3 (למעלה) השפעת הדיסק הגלקטי הוסרה כך שתכונות חלשות יותר מתחת לדיסק הגלקטי ומתחת אליו נראות יותר. זה חושף לא רק את הרצועה האופקית הבולטת של דיסק הגז של שביל החלב שלנו באמצע התמונה, אלא גם כי כיווני השדה המגנטי נראים הפוכים מעל ומתחת לדיסק. שינוי כיוון אנלוגי מתרחש גם בין הצד השמאלי והימני של התמונה, מצד אחד של מרכז שביל החלב לצד השני. "
החדשות הטובות הן שתאוריית הדינמו הגלקטית נראית במקום. הוא ניבא מבנים סימטריים והמפה החדשה משקפת אותו. בהקרנה זו, השדות המגנטיים מסודרים במקביל למישור הדיסק הגלקטי בספירלה. כיוון זה הוא ממול מעל ומתחת לדיסק והסימטריות הנצפות במפת פאראדיי נובעות ממיקומנו בתוך הדיסק הגלקטי. כאן אנו רואים מבנים גדולים וגם קטנים הקשורים במבני הגז הסוערים והדינמיים של שביל החלב. גם לאלגוריתם המפה החדש יש קו צדדי נהדר ... הוא מאפיין את התפלגות הגודל של מבנים אלה. גדולים יותר הם יותר מכוונים מאלה קטנים יותר, וזה נורמלי למערכות סוערות. לאחר מכן ניתן לערום את הספקטרום הזה כנגד דגמי מחשב של דינמיקה - מה שמאפשר בדיקה מורכבת של דגמי הדינמו הגלקטיים.
מפה חדשה מדהימה זו היא יותר מסתם עוד פנים יפות באסטרונומיה. על ידי מתן מידע על שדות מגנטיים אקסטרגלאקטיים, אנו מאפשרים לפרויקטים של טלסקופ רדיו כמו LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat ו- SKA לעלות לגבהים חדשים. עם זה יגיעו עוד יותר עדכונים לשמיים של פאראדיי ויחשפו את תעלומת מקורם של שדות מגנטיים גלקטיים.
מקור סיפור מקורי: מכון מקס פלאנק למהדורת חדשות לאסטרופיזיקה. להמשך קריאה: מפה משופרת של שמי פאראדיי הגלקסיים ”. הורד את המפה כאן.
