Complimenti agli scienziati del Max Planck Institut e a un team internazionale di radioastronomi per una nuova mappa incredibilmente dettagliata dei campi magnetici della nostra galassia! Questa straordinaria mappa a cielo aperto ha superato i suoi predecessori e ci sta dando informazioni sulla struttura del campo magnetico della Via Lattea oltre ogni cosa finora vista. Cosa c'è di così speciale in questo? Ci sta mostrando una qualità nota come profondità di Faraday, un concetto che funziona secondo una specifica linea di vista. Per costruire la mappa, i dati sono stati combinati da 41.000 misurazioni raccolte da una nuova tecnica di ricostruzione delle immagini. Ora possiamo vedere non solo la struttura principale dei campi galattici, ma caratteristiche meno ovvie come la turbolenza nel gas galattico.
Quindi, cosa significa esattamente una nuova mappa di questo tipo? Tutte le galassie possiedono campi magnetici, ma la loro fonte è un mistero. A partire da ora, possiamo solo supporre che si verifichino a causa di processi dinamo ... in cui l'energia meccanica viene trasformata in energia magnetica. Questo tipo di creazione è perfettamente normale e accade qui sulla Terra, sul Sole e persino su scala minore come una radio alimentata a manovella o una torcia elettrica di Faraday! Mostrandoci dove si trovano le strutture del campo magnetico nella Via Lattea, possiamo ottenere una migliore comprensione delle dinamo galattiche.
Nell'ultimo secolo e mezzo, abbiamo saputo della rotazione di Faraday e gli scienziati lo usano per misurare i campi magnetici cosmici. Questa azione si verifica quando la luce polarizzata passa attraverso un mezzo magnetizzato e il piano di polarizzazione gira. La quantità di virata dipende dalla forza e dalla direzione del campo magnetico. Osservando la rotazione possiamo comprendere ulteriormente le proprietà dei campi magnetici che intervengono. I radioastronomi raccolgono ed esaminano la luce polarizzata proveniente da fonti radio distanti che attraversano la nostra galassia mentre ci raggiungono. L'effetto Faraday può quindi essere valutato misurando la polarizzazione della sorgente a varie frequenze. Tuttavia, queste misurazioni possono solo dirci sull'unico percorso attraverso la Via Lattea. Per vedere le cose nel loro insieme, è necessario sapere quante fonti sono sparse nel cielo visibile. È qui che il gruppo internazionale di radioastronomi ha svolto un ruolo importante. Hanno dimostrato i dati di 26 diversi progetti che hanno dato un totale di 41.300 fonti precise - in media circa una fonte radio per grado quadrato di cielo.
Anche se sembra una grande quantità di informazioni, non è ancora abbastanza. Ci sono aree enormi, in particolare nel cielo meridionale, dove esistono solo poche misurazioni. A causa di questa mancanza di dati, dobbiamo interpolare tra i punti dati esistenti e questo crea i propri problemi. Innanzitutto, l'accuratezza varia e misure più precise dovrebbero aiutare. Inoltre, gli astronomi non sono esattamente sicuri di quanto possa essere affidabile una singola misurazione: devono solo fare le loro ipotesi migliori in base alle informazioni di cui dispongono. Tuttavia, esistono altri problemi. Vi sono incertezze di misurazione dovute alla natura complessa del processo. Un piccolo errore può aumentare di dieci volte e questo potrebbe contorta la mappa se non corretta. Per aiutare a risolvere questi problemi, gli scienziati di MPA hanno sviluppato un nuovo algoritmo per l'acquisizione di immagini, chiamato "filtro critico esteso". Nella sua creazione, il team utilizza gli strumenti forniti dalla nuova disciplina nota come teoria dei campi di informazioni, un potente strumento che unisce metodi logici e statistici ai campi applicati e li mette a confronto con informazioni imprecise. Questo nuovo lavoro è entusiasmante perché può essere applicato anche ad altri siti di imaging e di elaborazione del segnale in campi scientifici alternativi.
“Oltre alla mappa dettagliata della profondità di Faraday (Fig. 1), l'algoritmo fornisce una mappa delle incertezze (Fig. 2). Soprattutto nel disco galattico e nella regione meno ben osservata intorno al polo celeste meridionale (quadrante in basso a destra), le incertezze sono significativamente maggiori. " dice la squadra. “Per enfatizzare meglio le strutture nel campo magnetico galattico, nella Figura 3 (sopra) l'effetto del disco galattico è stato rimosso in modo che le caratteristiche più deboli sopra e sotto il disco galattico siano più visibili. Ciò rivela non solo la cospicua banda orizzontale del disco di gas della nostra Via Lattea nel mezzo dell'immagine, ma anche che le direzioni del campo magnetico sembrano essere opposte sopra e sotto il disco. Un analogo cambio di direzione avviene anche tra i lati sinistro e destro dell'immagine, da un lato del centro della Via Lattea all'altro. "
La buona notizia è che la teoria della dinamo galattica sembra essere perfetta. Ha previsto strutture simmetriche e la nuova mappa la riflette. In questa proiezione, i campi magnetici sono allineati parallelamente al piano del disco galattico in una spirale. Questa direzione è opposta sopra e sotto il disco e le simmetrie osservate nella mappa di Faraday derivano dalla nostra posizione all'interno del disco galattico. Qui vediamo strutture sia grandi che piccole legate alle strutture turbolente e dinamiche della Via Lattea. Questo nuovo algoritmo cartografico ha anche una grande linea laterale ... caratterizza la distribuzione dimensionale di queste strutture. Quelli più grandi sono più definitivi di quelli più piccoli, il che è normale per i sistemi turbolenti. Questo spettro può quindi essere sovrapposto a modelli computerizzati di dinamica, consentendo intricati test sui modelli di dinamo galattici.
Questa incredibile nuova mappa è molto più di un altro bel viso in astronomia. Fornendo informazioni sui campi magnetici extragalattici, stiamo permettendo a progetti di radiotelescopi come LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat e SKA di raggiungere nuove vette. Con questo arriveranno ancora più aggiornamenti al cielo di Faraday e sveleranno il mistero dell'origine dei campi magnetici galattici.
Fonte originale della storia: Notiziario Max Planck Institut for Astrophysics. Per ulteriori letture: una mappa migliorata del cielo galattico di Faraday ”. Scarica la mappa QUI.
