กาแลคซีทางช้างเผือกมีสนามแม่เหล็กของตัวเอง มันอ่อนแอมากเมื่อเทียบกับโลก ในความเป็นจริงหลายพันครั้งปรับตัวลดลง แต่นักดาราศาสตร์ต้องการทราบเพิ่มเติมเกี่ยวกับมันเพราะสิ่งที่มันสามารถบอกเราเกี่ยวกับการก่อตัวดาวฤกษ์รังสีคอสมิคและโฮสต์ของกระบวนการทางดาราศาสตร์อื่น ๆ
ทีมนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Curtin ในออสเตรเลียและ CSIRO (องค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมเครือจักรภพ) ได้ศึกษาสนามแม่เหล็กของทางช้างเผือกและพวกเขาได้ตีพิมพ์แคตตาล็อกการวัดสนามแม่เหล็กของทางช้างเผือกที่ครอบคลุมมากที่สุดในรูปแบบ 3 มิติ
บทความนี้มีชื่อว่า“ การหมุนของฟาราเดย์ความถี่ต่ำที่มีต่อพัลซาร์โดยใช้ LOFAR: การตรวจสอบสนามแม่เหล็กรัศมี 3D Galactic” มันถูกตีพิมพ์ในประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society ในเดือนเมษายน 2019 ผู้เขียนหลักคือ Dr. Charlotte Sobey ผู้ช่วยมหาวิทยาลัยที่ Curtin University ทีมประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์จากแคนาดายุโรปและแอฟริกาใต้
ทีมทำงานกับ LOFAR หรือ Low-Frequency Array กล้องโทรทรรศน์วิทยุยุโรป LOFAR ทำงานในความถี่วิทยุที่ต่ำกว่า 250 MHz และประกอบด้วยเสาอากาศจำนวนมากแผ่กระจายไปทั่วพื้นที่ 1500 กม. ในยุโรปโดยมีแกนกลางอยู่ที่เนเธอร์แลนด์
ทีมรวบรวมแคตตาล็อกที่ใหญ่ที่สุดจนถึงวันที่ความแรงของสนามแม่เหล็กและทิศทางไปยังพัลซาร์ ด้วยข้อมูลที่อยู่ในมือพวกเขาสามารถประเมินความแรงของสนามที่ลดลงของทางช้างเผือกด้วยระยะทางจากระนาบของกาแลคซีซึ่งแขนกังหันเป็น
ในการแถลงข่าวผู้เขียนนำ Sobey กล่าวว่า“ เราใช้พัลซาร์เพื่อตรวจสอบสนามแม่เหล็กของกาแล็กซี่ในแบบ 3 มิติได้อย่างมีประสิทธิภาพ พัลซาร์กระจายอยู่ทั่วทางช้างเผือกและวัสดุที่ใช้ในกาแลคซีมีผลต่อการปล่อยคลื่นวิทยุ "
อิเล็กตรอนอิสระและสนามแม่เหล็กในกาแล็กซี่ของเราระหว่างพัลซาร์และเราส่งผลกระทบต่อคลื่นวิทยุที่ปล่อยออกมาจากพัลซาร์ ในการสัมภาษณ์ทางอีเมลกับ Dr. Sobey เธอบอกกับเราว่า "แม้ว่าจะต้องแก้ไขผลกระทบเหล่านี้เพื่อศึกษาสัญญาณพัลซาร์ แต่ก็มีประโยชน์จริง ๆ สำหรับการให้ข้อมูลเกี่ยวกับกาแล็กซี่ของเราซึ่งไม่สามารถทำได้เป็นอย่างอื่น"
เมื่อคลื่นวิทยุของพัลซาร์เดินทางผ่านกาแลคซีพวกมันจะถูกเอฟเฟกต์ที่เรียกว่าการกระจายตัวเนื่องจากการแทรกแซงของอิเล็กตรอนอิสระ ซึ่งหมายความว่าคลื่นวิทยุความถี่สูงมาถึงเร็วกว่าคลื่นความถี่ต่ำ ข้อมูลจาก LOFAR ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถวัดความแตกต่างนี้เรียกว่า "การวัดการกระจาย" หรือ DM DM บอกนักดาราศาสตร์ว่ามีอิเล็กตรอนอิสระกี่ตัวระหว่างเรากับพัลซาร์ ถ้า DM สูงขึ้นแสดงว่าพัลซาร์อยู่ไกลออกไปหรือสื่อระหว่างดวงดาวนั้นหนาแน่นกว่า
นั่นเป็นเพียงหนึ่งในปัจจัยในการวัดสนามแม่เหล็กของทางช้างเผือก ส่วนอีกอันเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของอิเล็กตรอนและสนามแม่เหล็กของตัวกลางระหว่างดวงดาว
การปล่อยพัลซาร์มักมีขั้วและเมื่อแสงโพลาไรซ์เดินทางผ่านพลาสมาที่มีสนามแม่เหล็กระนาบการหมุนจะหมุน ที่เรียกว่าการหมุนของฟาราเดย์หรือเอฟเฟกต์ของฟาราเดย์ กล้องโทรทรรศน์วิทยุสามารถวัดการหมุนได้และเรียกว่าการวัดการหมุนของฟาราเดย์ (RM) ดร. Sobey กล่าวว่าสิ่งนี้บอกเราถึงจำนวนอิเล็กตรอนอิสระและความแรงของสนามแม่เหล็กขนานกับแนวสายตารวมถึงทิศทางสุทธิ RM ที่สัมบูรณ์ยิ่งใหญ่หมายถึงอิเล็กตรอนและ / หรือความแรงของสนามที่มากขึ้นเนื่องจากระยะทางที่ไกลขึ้นหรือไปสู่ระนาบของกาแลคซี”
จากข้อมูลนั้นในมือนักวิจัยจึงประเมินความแรงของสนามแม่เหล็กเฉลี่ยของทางช้างเผือกต่อพัลซาร์แต่ละดวงในแคตตาล็อกโดยแบ่งการวัดการหมุนโดยการวัดการกระจายตัว และนั่นคือวิธีที่พวกเขาสร้างแผนที่ การวัดพัลซาร์เดี่ยวแต่ละจุดหนึ่งจุดบนแผนที่ ดังที่ดร. Sobey บอกกับนิตยสารอวกาศ“ การได้รับการวัดเหล่านี้สำหรับพัลซาร์จำนวนมาก (ซึ่งมีการวัดระยะทางหรือการประมาณ) ช่วยให้เราสามารถสร้างแผนที่โครงสร้างของความหนาแน่นอิเล็กตรอนกาแลคซีและสนามแม่เหล็กใน 3-D”
มันจะดียังไงถ้ามีแผนที่โครงสร้างแม่เหล็กของทางช้างเผือกในแบบ 3 มิติ
สนามแม่เหล็กของกาแลคซีส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางดาราศาสตร์ทุกชนิดในระดับความแข็งแกร่งและระยะทางที่แตกต่างกัน
สนามแม่เหล็กกำหนดเส้นทางที่รังสีคอสมิคติดตาม ดังนั้นเมื่อนักดาราศาสตร์กำลังศึกษาแหล่งกำเนิดรังสีคอสมิคไกลโพ้นเช่นนิวเคลียสกาแลกติก (active galactic nucleus (AGN)) การรู้ความแข็งแกร่งของสนามแม่เหล็กสามารถช่วยให้พวกเขาเข้าใจวัตถุที่ศึกษา
สนามแม่เหล็กของกาแลคซียังมีบทบาทในการก่อตัวดาว แม้ว่าจะไม่เข้าใจผลกระทบอย่างสมบูรณ์ แต่ความแข็งแกร่งของสนามแม่เหล็กอาจส่งผลกระทบต่อเมฆโมเลกุล Sobey กล่าวกับ UT ว่า“ ในระดับขนาดเล็ก (ตามคำสั่งของ parsecs) สนามแม่เหล็กมีบทบาทในการก่อตัวดาวฤกษ์เนื่องจากสนามที่อ่อนแอหรือแข็งแรงเกินไปในเมฆโมเลกุลอาจยับยั้งการล่มสลายของเมฆในระบบดาวฤกษ์ได้”
แคตตาล็อกใหม่นี้อ้างอิงจากการสำรวจ 137 พัลซาร์ในท้องฟ้าทางเหนือ ผู้เขียนบอกว่าแคตตาล็อกของพวกเขา“ ปรับปรุงความแม่นยำของการวัด RM ที่มีอยู่โดยเฉลี่ย 20 เท่า…” พวกเขายังกล่าวว่า“ โดยรวมแคตตาล็อกความถี่ต่ำเริ่มต้นของเราให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับโครงสร้าง 3 มิติของสนามแม่เหล็กกาแลคซี”
แต่ Dr. Sobey ยังไม่ได้ทำการแมปความแรงสนามแม่เหล็กของทางช้างเผือกเสร็จสิ้น ตอนนี้เธอใช้ Murchison Widefield Array ของออสเตรเลียเพื่อทำแผนที่สนามแม่เหล็กในท้องฟ้าทางใต้ และความพยายามในการทำแผนที่ทั้งสองนี้นำไปสู่สิ่งที่ดีกว่า
กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดในโลกกำลังอยู่ในช่วงการวางแผน เรียกว่า Square Kilometer Array (SKA) และจะถูกสร้างขึ้นทั้งในออสเตรเลียและแอฟริกาใต้ สถานีรับของมันจะขยายออกไปเป็น 3,000 กิโลเมตร (1900 ไมล์) จากแกนกลางของมัน ขนาดและระยะห่างระหว่างเครื่องรับขนาดใหญ่จะทำให้เราได้ภาพที่มีความละเอียดสูงสุดในทุกด้านของดาราศาสตร์
ในโพสต์บล็อกของ CSIRO ดร. Sobey กล่าวว่า“ งานของฉันในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่การสร้างการทำวิทยาศาสตร์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ SKA ซึ่งกำลังเข้าสู่ขั้นตอนสุดท้ายของขั้นตอนการวางแผน เป้าหมายระยะยาวสำหรับวิทยาศาสตร์สกาคือการปฏิวัติความเข้าใจกาแลคซีของเรารวมถึงการสร้างแผนที่รายละเอียดของโครงสร้างกาแลคซีของเรา (ซึ่งเป็นเรื่องยากเพราะเราอยู่ข้างใน!) โดยเฉพาะสนามแม่เหล็ก”
สนามแม่เหล็กของทางช้างเผือกจะไม่มีที่ซ่อน
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: การทำแผนที่สนามแม่เหล็กของกาแลคซีของเรา
- รายงานการวิจัย: การหมุนของฟาราเดย์ความถี่ต่ำไปสู่พัลซาร์โดยใช้ LOFAR: ตรวจสอบสนามแม่เหล็กฮาโล 3D กาแล็กซี่
- แผนที่ LOFAR เชิงโต้ตอบ
