Nedavno smo pogledali vrlo neobičnu vrstu karte - Faraday Sky. Kao i sve galaksije, i naša ima magnetsku "osobnost", ali odakle ta polja dolaze i kako su stvorena je istinska misterija. Istraživači su uvijek jednostavno pretpostavljali da su stvoreni mehaničkim procesima poput onih koji se događaju u Zemljinoj unutrašnjosti i Suncu. Sada će nova studija znanstvenicima pružiti još bolje razumijevanje strukture galaktičkih magnetskih polja kao što se vidi u cijeloj našoj galaksiji.
Tim, predvođen Max Planck institutom za astrofiziku (MPA), prikupio je njihove podatke i sastavio ih s teorijskim simulacijama kako bi stvorio još jednu detaljnu kartu magnetskog neba. Kako NRL kaže dr. Tracy Clarke, član istraživačkog tima, „ključ primjene ovih novih tehnika je da ovaj projekt okuplja preko 30 istraživača s 26 različitih projekata i više od 41 000 mjerenja nebom. Dobivena baza podataka ekvivalentna je prelijevanju čitavog neba s izvorima razdvojenim kutnim razmakom od dvaju punih mjeseci. " Ova ogromna količina podataka pruža novi "sveobuhvatni" izgled koji će omogućiti znanstvenicima da malo izmjere magnetsku strukturu Mliječnog puta.
Što je tako "novo" na ovoj karti? Ovog puta gledamo količinu koja se naziva Faradayeva dubina - ideju koja ovisi o informacijama o liniji vida postavljenim na magnetskim poljima. Nastala je kombiniranjem više od 41.000 pojedinačnih mjerenja koja su zatim kombinirana novom metodom rekonstrukcije slike. U ovom su slučaju svi istraživači MPA-e specijalisti u novoj disciplini teorije informacijskog polja. Dr. Tracy Clarke, koja radi u Odjelu za daljinsko istraživanje senzora NRL, dio je tima međunarodnih radioastronoma koji su dali radijska opažanja za bazu podataka. To je magnetizam velikog obima ... i daje čak i najmanja magnetska svojstva koja će znanstvenicima omogućiti da dodatno razumiju prirodu galaktičke turbulencije.
Koncept Faradayevog efekta nije nov. Znanstvenici su promatrali i mjerili ta polja posljednjih stoljeće i pol. Kako se to radi? Kad polarizirana svjetlost prođe kroz magnetizirani medij, ravnina polarizacije se okreće ... proces poznat kao Faradayova rotacija. Količina rotacije pokazuje smjer i snagu polja, a samim tim i njegova svojstva. Polarizirana svjetlost se također stvara iz radio izvora. Korištenjem različitih frekvencija, Faradayeva rotacija se također može mjeriti na ovaj alternativni način. Kombinacijom svih ovih jedinstvenih mjerenja istraživači mogu dobiti informacije o jednom putu kroz Mliječni put. Da bi se dodatno poboljšala „velika slika“, informacije moraju biti prikupljene iz različitih izvora - potrebu koju ispunjava 26 različitih promatračkih projekata koji su umrežili ukupno 41.330 pojedinačnih mjerenja. Da vam predočim veličinu, na kraju se radi o otprilike jednom izvoru radija na kvadratni stupanj neba!
Čak i sa ovom dubinom, još uvijek postoje područja na južnom nebu gdje je katalogizirano samo nekoliko mjerenja. Da bi popunili praznine i dali što realniji prikaz, istraživači "moraju interpolirati između postojećih podataka koje su zabilježili". Međutim, ova vrsta podataka uzrokuje neke probleme s točnošću. Iako biste mogli pomisliti da bi preciznije mjerenje imalo najveći utjecaj na kartu, znanstvenici nisu baš sigurni koliko pouzdano može biti jedno pojedinačno mjerenje - posebno kada bi na njih moglo utjecati okolina oko njih. U ovom slučaju, najtačnija mjerenja ne rangiraju uvijek najviše u točkama mapiranja. Poput Heisenberga, tu je i neizvjesnost povezana s postupkom dobivanja mjerenja jer je postupak toliko složen. Samo jedna mala pogreška mogla bi dovesti do velikih iskrivljenja u sadržaju karte.
Zahvaljujući algoritmu koji je izradio MPA, znanstvenici su u stanju sa sigurnošću suočiti se s tim vrstama teškoća dok sastavljaju slike. Algoritam, nazvan "prošireni kritični filter", koristi alate iz novih disciplina poznatih kao teorija informacijskog polja - logička i statistička metoda koja se primjenjuje na polja. Do sada se pokazalo kao učinkovita metoda uklanjanja pogrešaka, a čak se i dokazala da je prednost u drugim znanstvenim područjima kao što su medicina ili geografija za niz aplikacija za obradu slike i signala.
Iako je ova nova karta izvrstan pomoćnik za proučavanje naše vlastite galaksije, pomoći će joj otvoriti put i istraživačima koji proučavaju ekstragalaktička magnetska polja. Budući da budućnost pruža nove vrste radio-teleskopa poput LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT i SKA, karta će biti glavni resurs mjerenja Faradayevog efekta - što će znanstvenicima omogućiti ažuriranje slike i daljnje razumijevanje podrijetla galaktička magnetska polja.
Izvorni izvor priče: Vijesti mornaričkog istraživačkog laboratorija.
