Di recente abbiamo dato un'occhiata a un tipo di mappa molto insolito: il Faraday Sky. Come tutte le galassie, la nostra ha una "personalità" magnetica, ma proprio da dove provengono questi campi e come vengono creati è un vero mistero. I ricercatori hanno sempre semplicemente supposto che fossero creati da processi meccanici come quelli che si verificano all'interno della Terra e nel Sole. Ora un nuovo studio fornirà agli scienziati una comprensione ancora migliore della struttura dei campi magnetici galattici visti in tutta la nostra galassia.
Il team, guidato dal Max Planck Institute for Astrophysics (MPA), ha raccolto le sue informazioni e le ha compilate con simulazioni teoriche per creare l'ennesima mappa dettagliata del cielo magnetico. Come spiega la dott.ssa Tracy Clarke dell'NRL, un membro del team di ricerca, "La chiave per applicare queste nuove tecniche è che questo progetto riunisce oltre 30 ricercatori con 26 progetti diversi e oltre 41.000 misurazioni nel cielo. Il database risultante equivale a scrutare l'intero cielo con fonti separate da una distanza angolare di due lune piene. " Questa enorme mole di dati fornisce un nuovo aspetto "all-sky" che consentirà agli scienziati di misurare la struttura magnetica della Via Lattea nei minimi dettagli.
Cosa c'è di così "nuovo" in questa mappa? Questa volta stiamo esaminando una quantità chiamata profondità di Faraday, un'idea che dipende da un'informazione di linea di vista impostata sui campi magnetici. È stato creato combinando oltre 41.000 misure singolari che sono state poi combinate utilizzando un nuovo metodo di ricostruzione dell'immagine. In questo caso, tutti i ricercatori di MPA sono specialisti nella nuova disciplina della teoria dei campi di informazione. La dott.ssa Tracy Clarke, che lavora nella divisione di telerilevamento dell'NRL, fa parte del team di radioastronomi internazionali che ha fornito le osservazioni radio per il database. È un magnetismo su larga scala ... e impartisce anche le più piccole caratteristiche magnetiche che consentiranno agli scienziati di comprendere ulteriormente la natura della turbolenza dei gas galattici.
Il concetto dell'effetto Faraday non è nuovo. Gli scienziati hanno osservato e misurato questi campi nell'ultimo secolo e mezzo. Come è fatto? Quando la luce polarizzata passa attraverso un mezzo magnetizzato, il piano della polarizzazione si ribalta ... un processo noto come rotazione di Faraday. La quantità di rotazione mostra la direzione e l'intensità del campo e quindi le sue proprietà. La luce polarizzata è anche generata da fonti radio. Usando frequenze diverse, la rotazione di Faraday può anche essere misurata in questo modo alternativo. Combinando tutte queste misurazioni uniche, i ricercatori possono acquisire informazioni su un singolo percorso attraverso la Via Lattea. Per migliorare ulteriormente il "quadro generale", le informazioni devono essere raccolte da una varietà di fonti - un'esigenza riempita da 26 diversi progetti di osservazione che hanno portato a un totale di 41.330 misurazioni individuali. Per darti un indizio delle dimensioni, si arriva a circa una sorgente radio per grado quadrato di cielo!
Anche con profondità come questa, ci sono ancora aree nel cielo meridionale in cui sono state catalogate solo alcune misurazioni. Per colmare le lacune e fornire una visione più realistica, i ricercatori "devono interpolare tra i punti dati esistenti che hanno registrato". Tuttavia, questo tipo di dati causa alcuni problemi con precisione. Mentre potresti pensare che le misurazioni più esatte avrebbero il maggiore impatto sulla mappa, gli scienziati non sono abbastanza sicuri di quanto affidabile possa essere una singola misurazione, specialmente quando potrebbero essere influenzati dall'ambiente circostante. In questo caso, le misurazioni più accurate non classificano sempre il più alto in punti di mappatura. Come Heisenberg, c'è un'incertezza associata al processo di acquisizione delle misurazioni perché il processo è così complesso. Solo un piccolo errore potrebbe portare a un'enorme distorsione nei contenuti della mappa.
Grazie a un algoritmo elaborato dall'AMP, gli scienziati sono in grado di affrontare con sicurezza questi tipi di difficoltà mentre mettono insieme le immagini. L'algoritmo, chiamato "filtro critico esteso", impiega strumenti di nuove discipline conosciute come teoria dei campi di informazioni - un metodo logico e statistico applicato ai campi. Finora ha dimostrato di essere un metodo efficace per eliminare gli errori e ha persino dimostrato di essere una risorsa per altri campi scientifici come la medicina o la geografia per una vasta gamma di applicazioni di elaborazione di immagini e segnali.
Anche se questa nuova mappa è un grande assistente per lo studio della nostra galassia, aiuterà anche i ricercatori a studiare campi magnetici extragalattici. Poiché il futuro fornirà nuovi tipi di radiotelescopi come LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT e SKA, la mappa sarà una delle principali risorse di misurazione dell'effetto Faraday - consentendo agli scienziati di aggiornare l'immagine e approfondire la nostra comprensione dell'origine di campi magnetici galattici.
Fonte originale della storia: Notizie dal laboratorio di ricerca navale.
