เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้ดูแผนที่ประเภทที่แปลกตามาก - ฟาราเดย์สกาย เช่นเดียวกับกาแลคซีทุกแห่งของเรามี“ บุคลิก” แม่เหล็ก แต่เพียงที่ซึ่งสนามเหล่านี้มาจากไหนและพวกมันถูกสร้างขึ้นอย่างไรนั้นเป็นปริศนาที่แท้จริง นักวิจัยสันนิษฐานเสมอว่าพวกมันถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการทางกลเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นภายในโลกและดวงอาทิตย์ ตอนนี้การศึกษาใหม่จะทำให้นักวิทยาศาสตร์มีความเข้าใจที่ดียิ่งขึ้นเกี่ยวกับโครงสร้างของสนามแม่เหล็กกาแลคซีที่เห็นทั่วกาแลคซีของเรา
ทีมนำโดย Max Planck Institute for Astrophysics (MPA) รวบรวมข้อมูลและรวบรวมด้วยแบบจำลองเชิงทฤษฎีเพื่อสร้างแผนที่รายละเอียดอีกอันหนึ่งของท้องฟ้าแม่เหล็ก ในฐานะที่เป็นดร. เทรซี่คลาร์กของ NRL สมาชิกของทีมวิจัยอธิบายว่า“ กุญแจสำคัญในการใช้เทคนิคใหม่เหล่านี้คือโครงการนี้รวบรวมนักวิจัย 30 คนโดยมี 26 โครงการที่แตกต่างกันและมากกว่า 41,000 การวัดทั่วท้องฟ้า ฐานข้อมูลที่ได้นั้นเทียบเท่ากับท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยแหล่งที่คั่นด้วยระยะทางเชิงมุมของดวงจันทร์สองดวงเต็ม” ข้อมูลจำนวนมหาศาลนี้ให้รูปลักษณ์ "ท้องฟ้า" แบบใหม่ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดโครงสร้างแม่เหล็กของทางช้างเผือกได้อย่างละเอียดในเวลาไม่กี่นาที
มีอะไร "ใหม่" เกี่ยวกับแผนที่นี้บ้าง เวลานี้เรากำลังดูปริมาณที่เรียกว่าความลึกของฟาราเดย์ - ความคิดขึ้นอยู่กับข้อมูลที่มองเห็นในสนามแม่เหล็ก มันถูกสร้างขึ้นโดยการรวมการวัดเอกพจน์มากกว่า 41,000 ซึ่งรวมกันแล้วใช้วิธีการสร้างภาพใหม่ ในกรณีนี้นักวิจัยทุกคนที่ MPA เป็นผู้เชี่ยวชาญในสาขาวิชาทฤษฎีข้อมูลใหม่ Dr. Tracy Clarke ซึ่งทำงานในแผนกการสำรวจระยะไกลของ NRL เป็นส่วนหนึ่งของทีมนักดาราศาสตร์วิทยุระหว่างประเทศที่ให้การสังเกตการณ์วิทยุสำหรับฐานข้อมูล มันเป็นแม่เหล็กในระดับที่ยิ่งใหญ่ ... และมอบแม้กระทั่งคุณสมบัติแม่เหล็กที่เล็กที่สุดซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใจธรรมชาติของความปั่นป่วนของกาแลคซีได้มากขึ้น
แนวคิดของเอฟเฟกต์ของฟาราเดย์ไม่ใช่เรื่องใหม่ นักวิทยาศาสตร์ได้เฝ้าสังเกตและวัดพื้นที่เหล่านี้ในศตวรรษที่แล้วครึ่งหนึ่ง มันเป็นยังไงบ้าง? เมื่อแสงโพลาไรซ์ผ่านตัวกลางที่มีสนามแม่เหล็กแล้วระนาบของโพลาไรเซชันจะหมุน ... กระบวนการที่เรียกว่าการหมุนฟาราเดย์ ปริมาณการหมุนจะแสดงทิศทางและความแรงของสนามและคุณสมบัติของมัน แสงโพลาไรซ์ก็ถูกสร้างขึ้นจากแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุ ด้วยการใช้ความถี่ที่แตกต่างกันการหมุนของฟาราเดย์สามารถวัดได้ด้วยวิธีทางเลือกนี้ ด้วยการรวมการวัดที่เป็นเอกลักษณ์เหล่านี้ทั้งหมดเข้าด้วยกันนักวิจัยสามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางเดียวผ่านทางช้างเผือก เพื่อยกระดับ "ภาพรวม" ยิ่งขึ้นข้อมูลจะต้องรวบรวมจากแหล่งข้อมูลที่หลากหลาย - ความต้องการที่เต็มไปด้วย 26 โครงการสังเกตที่แตกต่างกันซึ่งมีการวัดรวม 41,330 ครั้ง เพื่อให้คุณได้รู้ถึงขนาดของขนาดนั่นก็คือแหล่งกำเนิดวิทยุประมาณหนึ่งแหล่งต่อหนึ่งตารางเมตรของท้องฟ้า!
แม้จะมีความลึกเช่นนี้ แต่ก็ยังมีพื้นที่ในท้องฟ้าทางใต้ที่มีการจัดหมวดหมู่การวัดเพียงเล็กน้อย เพื่อเติมเต็มช่องว่างและให้มุมมองที่สมจริงยิ่งขึ้นนักวิจัย“ ต้องแก้ไขระหว่างจุดข้อมูลที่มีอยู่ที่พวกเขาบันทึกไว้” อย่างไรก็ตามข้อมูลประเภทนี้ทำให้เกิดปัญหากับความแม่นยำ ในขณะที่คุณอาจคิดว่าการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นจะมีผลกระทบมากที่สุดบนแผนที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ค่อยแน่ใจว่าการวัดใด ๆ ที่เชื่อถือได้สามารถทำได้โดยเฉพาะเมื่อพวกเขาได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมรอบตัวพวกเขา ในกรณีนี้การวัดที่แม่นยำที่สุดจะไม่ติดอันดับสูงสุดในการทำแผนที่ เช่นเดียวกับไฮเซนเบิร์กมีความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรับการตรวจวัดเนื่องจากกระบวนการนั้นซับซ้อนมาก ข้อผิดพลาดเพียงเล็กน้อยเพียงข้อเดียวอาจนำไปสู่การบิดเบือนอย่างมากในเนื้อหาของแผนที่
ต้องขอบคุณอัลกอริทึมที่สร้างขึ้นโดย MPA ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเผชิญหน้ากับปัญหาเหล่านี้ได้อย่างมั่นใจด้วยการรวมภาพเข้าด้วยกัน อัลกอริทึมที่เรียกว่า "ตัวกรองวิกฤตที่ขยายออกไป" ใช้เครื่องมือจากสาขาใหม่ที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีข้อมูลภาคสนาม - เป็นวิธีตรรกะและสถิติที่ใช้กับเขตข้อมูล จนถึงขณะนี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดข้อผิดพลาดและได้พิสูจน์ตัวเองแล้วว่าเป็นสินทรัพย์สำหรับสาขาวิทยาศาสตร์อื่น ๆ เช่นยาหรือภูมิศาสตร์สำหรับแอพพลิเคชั่นประมวลผลภาพและสัญญาณ
แม้ว่าแผนที่ใหม่นี้จะเป็นผู้ช่วยที่ดีในการศึกษากาแลคซีของเรา แต่มันจะช่วยปูทางสำหรับนักวิจัยที่ศึกษาสนามแม่เหล็กนอกระบบ ในอนาคตจะมีกล้องโทรทรรศน์วิทยุรูปแบบใหม่เช่น LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT และ SKA แผนที่จะเป็นแหล่งสำคัญของการวัดเอฟเฟกต์ของฟาราเดย์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถอัปเดตภาพและทำความเข้าใจเกี่ยวกับต้นกำเนิดของ สนามแม่เหล็กกาแลคซี
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าวห้องปฏิบัติการวิจัยทางทะเล
