ขอชื่นชมนักวิทยาศาสตร์ที่ Max Planck Institut และทีมนักดาราศาสตร์วิทยุนานาชาติสำหรับแผนที่ใหม่ที่มีรายละเอียดอย่างเหลือเชื่อของสนามแม่เหล็กของกาแลคซีของเรา! แผนที่ท้องฟ้าทั้งหมดที่มีเอกลักษณ์นี้เหนือกว่ารุ่นก่อนและให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างสนามแม่เหล็กของทางช้างเผือกเหนือสิ่งอื่นใด มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับอันนี้ มันแสดงให้เราเห็นถึงคุณภาพที่รู้จักกันในชื่อความลึกของฟาราเดย์ - แนวคิดที่ทำงานตามแนวสายตาที่เฉพาะเจาะจง ในการสร้างแผนที่ข้อมูลได้จากการรวบรวม 41,000 การวัดที่รวบรวมจากเทคนิคการสร้างภาพใหม่ ตอนนี้เราสามารถมองเห็นไม่เพียง แต่โครงสร้างหลักของกาแลคซีเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติที่ชัดเจนน้อยกว่าเช่นความปั่นป่วนในกาแลคซี
แผนที่ใหม่ของประเภทนี้หมายความว่าอย่างไร กาแลคซีทั้งหมดมีสนามแม่เหล็ก แต่ที่มาของมันนั้นเป็นปริศนา ณ ตอนนี้เราสามารถเดาได้ว่าเกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการไดนาโม…ซึ่งพลังงานกลเปลี่ยนเป็นพลังงานแม่เหล็ก การสร้างประเภทนี้เป็นเรื่องปกติอย่างสมบูรณ์แบบและเกิดขึ้นที่นี่บนโลกดวงอาทิตย์และแม้แต่ในขนาดเล็กเช่นวิทยุที่ขับเคลื่อนด้วยมือหมุน - หรือไฟฉายฟาราเดย์! ด้วยการแสดงให้เราเห็นว่าโครงสร้างของสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นในทางช้างเผือกเราสามารถเข้าใจไดนาโมของกาแลกติกได้ดีขึ้น
ในศตวรรษที่แล้วเรารู้เรื่องการหมุนเวียนฟาราเดย์และนักวิทยาศาสตร์ใช้มันเพื่อวัดสนามแม่เหล็กของจักรวาล การกระทำนี้เกิดขึ้นเมื่อแสงโพลาไรซ์ผ่านตัวกลางที่มีสนามแม่เหล็กและระนาบของโพลาไรซ์หมุนรอบตัว ปริมาณของการเลี้ยวขึ้นอยู่กับความแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็ก โดยการสังเกตการหมุนเราสามารถเข้าใจคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กที่แทรกเข้าไป นักดาราศาสตร์วิทยุรวบรวมและตรวจสอบแสงโพลาไรซ์จากแหล่งวิทยุไกลผ่านกาแลคซีของเราระหว่างทางมาหาเรา ผลของฟาราเดย์นั้นสามารถตัดสินได้โดยการวัดโพลาไรเซชันของแหล่งกำเนิดที่ความถี่ต่างๆ อย่างไรก็ตามการวัดเหล่านี้สามารถบอกเราเกี่ยวกับเส้นทางเดียวผ่านทางช้างเผือกเท่านั้น ในการมองเห็นสิ่งต่าง ๆ โดยรวมเราจำเป็นต้องรู้ว่ามีแหล่งที่กระจัดกระจายอยู่มากมายบนท้องฟ้าที่มองเห็นได้ นี่คือจุดที่กลุ่มนักดาราศาสตร์วิทยุนานาชาติมีบทบาทสำคัญ พวกเขาพิสูจน์ข้อมูลจากโครงการที่แตกต่างกัน 26 โครงการซึ่งให้แหล่งที่มารวมทั้งหมด 41,300 แหล่งโดยมีค่าเฉลี่ยประมาณหนึ่งแหล่งวิทยุต่อตารางองศาของท้องฟ้า
แม้ว่าฟังดูเหมือนจะเป็นข้อมูลจำนวนมาก แต่ก็ยังไม่เพียงพอ มีพื้นที่ขนาดใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในท้องฟ้าทางใต้ที่มีเพียงไม่กี่วัด เนื่องจากการขาดข้อมูลนี้เราจึงต้องแก้ไขระหว่างจุดข้อมูลที่มีอยู่และที่สร้างปัญหาของตัวเอง ก่อนอื่นความแม่นยำจะแตกต่างกันและการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นน่าจะช่วยได้ นอกจากนี้นักดาราศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าการวัดเพียงครั้งเดียวนั้นเชื่อถือได้เพียงใดพวกเขาเพียงแค่คาดเดาอย่างดีที่สุดจากข้อมูลที่มีอยู่ ยังคงมีปัญหาอื่น ๆ มีความไม่แน่นอนในการวัดเนื่องจากลักษณะที่ซับซ้อนของกระบวนการ ข้อผิดพลาดเล็ก ๆ สามารถเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่าและอาจทำให้แผนที่สับสนหากไม่ได้รับการแก้ไข เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์ที่ MPA ได้พัฒนาอัลกอริธึมใหม่สำหรับการจับภาพชื่อ "ตัวกรองที่สำคัญเพิ่มเติม" ในการสร้างทีมใช้เครื่องมือที่จัดทำโดยวินัยใหม่ที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีข้อมูลภาคสนาม - เครื่องมืออันทรงพลังที่ผสมผสานวิธีการตรรกะและสถิติเข้ากับเขตข้อมูลที่นำไปใช้และจัดวางกับข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง งานใหม่นี้น่าตื่นเต้นเพราะมันสามารถนำไปใช้กับสถานที่ถ่ายภาพและการประมวลผลสัญญาณอื่น ๆ ในสาขาวิทยาศาสตร์อื่น
“ นอกเหนือจากแผนที่ความลึกของฟาราเดย์โดยละเอียด (รูปที่ 1) อัลกอริทึมยังแสดงแผนที่ความไม่แน่นอน (รูปที่ 2) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในดิสก์กาแลคซีและในพื้นที่ที่มีการสังเกตน้อยรอบขั้วโลกซีเลสเชียลใต้ ทีมพูดว่า “ เพื่อเน้นโครงสร้างในสนามแม่เหล็กกาแลคซีให้ดีขึ้นในรูปที่ 3 (ด้านบน) ผลกระทบของดิสก์กาแลคซีจึงถูกลบออกเพื่อให้คุณสมบัติที่อ่อนแอกว่าด้านบนและด้านล่างของดิสก์กาแล็กซี่ปรากฏชัดเจนขึ้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นไม่เพียง แต่แถบแนวนอนที่ชัดเจนของแผ่นดิสก์ก๊าซของทางช้างเผือกของเราที่อยู่ตรงกลางของรูปภาพ แต่ยังแสดงทิศทางของสนามแม่เหล็กที่ดูเหมือนจะตรงกันข้ามกับด้านบนและด้านล่างของดิสก์ การเปลี่ยนทิศทางแบบแอนะล็อกก็เกิดขึ้นระหว่างด้านซ้ายและด้านขวาของภาพจากด้านหนึ่งของศูนย์กลางของทางช้างเผือกไปยังอีกด้านหนึ่ง”
ข่าวดีก็คือทฤษฎีไดนาโมกาแลคซีดูเหมือนจะเป็นจุดสนใจ มันได้ทำนายโครงสร้างสมมาตรและแผนที่ใหม่สะท้อนให้เห็นมัน ในการฉายภาพนี้สนามแม่เหล็กจะเรียงกันเป็นแนวขนานกับระนาบของดิสก์กาแลคซีในรูปเกลียว ทิศทางนี้อยู่ตรงข้ามด้านบนและด้านล่างของแผ่นดิสก์และสมมาตรที่สังเกตได้ในแผนที่ฟาราเดย์เกิดขึ้นจากตำแหน่งของเราภายในแผ่นดิสก์กาแลคซี ที่นี่เราเห็นทั้งโครงสร้างขนาดใหญ่และขนาดเล็กที่เชื่อมโยงกับโครงสร้างแก๊สทางช้างเผือกที่พลวัตและพลวัต อัลกอริทึมแผนที่ใหม่นี้มีเส้นข้างที่ยอดเยี่ยมเช่นกัน ... มันแสดงลักษณะการกระจายขนาดของโครงสร้างเหล่านี้ อันที่ใหญ่กว่านั้นชัดเจนกว่าตัวเล็กกว่าซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับระบบปั่นป่วน สเปกตรัมนี้สามารถซ้อนกับแบบจำลองคอมพิวเตอร์แบบไดนามิกได้เพื่อให้สามารถทดสอบแบบจำลองไดนาโมกาแลกติกได้อย่างซับซ้อน
แผนที่ใหม่อันน่าเหลือเชื่อนี้เป็นมากกว่าใบหน้าที่น่าสนใจทางดาราศาสตร์ ด้วยการให้ข้อมูลของสนามแม่เหล็กนอกระบบเราจึงเปิดใช้งานโครงการกล้องโทรทรรศน์วิทยุเช่น LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat และ SKA เพื่อเพิ่มความสูงใหม่ ด้วยสิ่งนี้จะมีการอัพเดทเพิ่มเติมให้กับฟาราเดย์สกายและเปิดเผยความลึกลับของต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กกาแลคซี
ต้นฉบับเรื่องราวที่มา: Max Planck Institut สำหรับข่าวดาราศาสตร์ สำหรับการอ่านเพิ่มเติม: แผนที่ที่ดีขึ้นของกาแลคซีท้องฟ้าฟาราเดย์” ดาวน์โหลดแผนที่ได้ที่นี่
