La galassia della Via Lattea ha il suo campo magnetico. È estremamente debole rispetto a quello della Terra; migliaia di volte più deboli, in effetti. Ma gli astronomi vogliono saperne di più a causa di ciò che può dirci sulla formazione stellare, i raggi cosmici e una miriade di altri processi astrofisici.
Un team di astronomi della Curtin University in Australia e CSIRO (Organizzazione per la ricerca scientifica e industriale del Commonwealth) hanno studiato il campo magnetico della Via Lattea e hanno pubblicato il catalogo più completo di misurazioni del campo magnetico della Via Lattea in 3D.
L'articolo è intitolato "Misure di rotazione di Faraday a bassa frequenza verso pulsar usando LOFAR: sondare il campo magnetico di alone galattico 3D". È stato pubblicato su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society nell'aprile 2019. L'autrice principale è la dott.ssa Charlotte Sobey, associata universitaria alla Curtin University. Il team comprende scienziati provenienti da Canada, Europa e Sudafrica.
Il team ha lavorato con LOFAR, o Low-Frequency Array, un radiotelescopio europeo. LOFAR funziona a frequenze radio inferiori a 250 MHz e comprende numerose antenne distribuite su un'area di 1500 km in Europa, con il suo nucleo nei Paesi Bassi.
Il team ha riunito il più grande catalogo fino ad oggi delle intensità del campo magnetico e le direzioni verso le pulsar. Con quei dati in mano, furono in grado di stimare l'intensità del campo decrescente della Via Lattea con la distanza dal piano della galassia, dove si trovano i bracci a spirale.
In un comunicato stampa, l'autore principale Sobey ha dichiarato: "Abbiamo usato le pulsar per sondare in modo efficiente il campo magnetico della Galassia in 3-D. Le pulsar sono distribuite lungo la Via Lattea e il materiale che interviene nella Galassia influenza la loro emissione di onde radio. "
Gli elettroni liberi e il campo magnetico nella nostra Galassia tra la pulsar e noi influenzano le onde radio emesse dalle pulsar. In un'intervista via e-mail con la dott.ssa Sobey ci ha detto: "Sebbene questi effetti debbano essere corretti per studiare i segnali delle pulsar, sono davvero utili per fornire informazioni sulla nostra Galassia che non sarebbe possibile ottenere altrimenti".
Mentre le onde radio della pulsar viaggiano attraverso la galassia, sono soggette a un effetto chiamato dispersione, dovuto all'intervento di elettroni liberi. Ciò significa che le onde radio a frequenza più elevata arrivano prima delle onde a frequenza inferiore. I dati di LOFAR consentono agli astronomi di misurare questa differenza, chiamata "misura di dispersione" o DM. DM dice agli astronomi quanti elettroni liberi ci sono tra noi e la pulsar. Se il DM è più alto, ciò significa che la pulsar è più lontana o che il mezzo interstellare è più denso.
Questo è solo uno dei fattori nella misurazione del campo magnetico della Via Lattea. L'altro riguarda la densità elettronica e il campo magnetico del mezzo interstellare.
Le emissioni di pulsar sono spesso polarizzate e quando la luce polarizzata viaggia attraverso un plasma con un campo magnetico, il piano di rotazione ruota. Si chiama Rotazione di Faraday o Effetto Faraday. I radiotelescopi possono misurare tale rotazione e si chiama Faraday Rotation Measure (RM). Secondo il dott. Sobey, “Questo ci dice il numero di elettroni liberi e la forza del campo magnetico parallelo alla linea di vista, nonché la direzione della rete. Maggiore è l'RM assoluto significa più elettroni e / o maggiori intensità di campo, a causa di distanze maggiori o verso il piano della Galassia. "
Con questi dati in mano, i ricercatori hanno quindi stimato l'intensità media del campo magnetico della Via Lattea verso ciascuna pulsar nel catalogo, dividendo la Misura di rotazione per la Misura di dispersione. Ed è così che hanno creato la mappa. Ogni singola misurazione pulsar è un punto sulla mappa. Come ha detto il dott. Sobey a Space Magazine, "Ottenere queste misurazioni per un gran numero di pulsar (che hanno misurazioni o stime della distanza) ci consente di ricostruire una mappa della struttura della densità degli elettroni galattici e del campo magnetico in 3-D."
Quindi a che serve avere una mappa della struttura magnetica della Via Lattea in 3D?
Il campo magnetico della galassia influenza tutti i tipi di processi astrofisici su diverse scale di intensità e distanza.
Il campo magnetico modella il percorso che seguono i raggi cosmici. Quindi, quando gli astronomi stanno studiando una fonte distante di raggi cosmici, come un nucleo galattico attivo (AGN), conoscere la forza del campo magnetico può aiutarli a capire il loro oggetto di studio.
Anche il campo magnetico della galassia svolge un ruolo nella formazione stellare. Sebbene l'effetto non sia completamente compreso, la forza di un campo magnetico può influenzare le nuvole molecolari. Sobey disse a UT: "Su scale più piccole (nell'ordine dei parsec), i campi magnetici svolgono un ruolo nella formazione stellare, con un campo troppo debole o forte in una nuvola molecolare che probabilmente inibisce il collasso di una nuvola in un sistema stellare."
Questo nuovo catalogo si basa sulle osservazioni di 137 pulsar nel cielo settentrionale. Gli autori affermano che il loro catalogo "migliora in media la precisione delle misurazioni RM esistenti di un fattore di 20 ..." Dicono anche "Nel complesso, il nostro catalogo iniziale a bassa frequenza fornisce informazioni preziose sulla struttura 3D del campo magnetico galattico".
Ma il dottor Sobey non ha ancora finito di mappare l'intensità del campo magnetico della Via Lattea. Ora sta usando la Murchison Widefield Array in Australia per mappare il campo magnetico nel cielo meridionale. E entrambi questi sforzi di mappatura stanno portando a qualcosa di meglio.
Il radiotelescopio più grande del mondo è ora in fase di pianificazione. Si chiama Square Kilometer Array (SKA) e sarà costruito sia in Australia che in Sudafrica. Le sue stazioni di ricezione si estenderanno a 3.000 chilometri (1900 miglia) dal suo nucleo centrale. Le sue enormi dimensioni e la distanza tra i ricevitori ci daranno le nostre immagini con la più alta risoluzione in tutta l'astronomia.
In un post sul blog CSIRO, il dott. Sobey ha dichiarato: "Il mio lavoro in futuro si concentrerà sulla costruzione verso la scienza con il telescopio SKA, che attualmente sta entrando nelle fasi finali della fase di pianificazione. Un obiettivo a lungo termine per la scienza SKA è rivoluzionare la nostra comprensione della nostra galassia, compresa la produzione di una mappa dettagliata della struttura della nostra galassia (che è difficile perché ci troviamo al suo interno!), In particolare il suo campo magnetico ".
Il campo magnetico della Via Lattea non avrà alcun posto dove nascondersi.
Di Più:
- Comunicato stampa: mappatura del campo magnetico della nostra galassia
- Research Paper: misure di rotazione di Faraday a bassa frequenza verso pulsar usando LOFAR: sondare il campo magnetico di alone galattico 3D
- Mappa interattiva LOFAR
