Galaksi Bima Sakti memiliki medan magnetnya sendiri. Ini sangat lemah dibandingkan dengan Bumi; Bahkan ribuan kali lebih lemah. Tetapi para astronom ingin tahu lebih banyak tentang hal itu karena apa yang dapat dikatakan kepada kita tentang pembentukan bintang, sinar kosmik, dan sejumlah proses astrofisika lainnya.
Sebuah tim astronom dari Curtin University di Australia, dan CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) telah mempelajari medan magnet Bima Sakti, dan mereka telah menerbitkan katalog pengukuran terlengkap medan magnet Bima Sakti dalam 3D.
Makalah ini berjudul "Tindakan rotasi Faraday frekuensi rendah terhadap pulsar menggunakan LOFAR: menyelidiki medan magnet halo 3D Galactic." Itu diterbitkan dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society pada April 2019. Penulis utama adalah Dr. Charlotte Sobey, rekan universitas di Curtin University. Tim tersebut termasuk ilmuwan dari Kanada, Eropa, dan Afrika Selatan.
Tim bekerja dengan LOFAR, atau Array Frekuensi Rendah, sebuah teleskop radio Eropa. LOFAR bekerja di frekuensi radio di bawah 250 MHz dan terdiri dari banyak antena yang tersebar di wilayah 1500 km di Eropa, dengan intinya di Belanda.
Tim menyusun katalog terbesar hingga saat ini tentang kekuatan medan magnet dan arah menuju pulsar. Dengan data itu, mereka dapat memperkirakan kekuatan medan Bimasakti yang menurun dengan jarak dari bidang galaksi, tempat lengan spiral berada.
Dalam siaran pers, penulis utama Sobey mengatakan, “Kami menggunakan pulsar untuk menyelidiki medan magnet Galaxy secara efisien dalam 3-D. Pulsar didistribusikan ke seluruh Bimasakti, dan materi intervensi di Galaxy memengaruhi emisi gelombang radio mereka. ”
Elektron bebas dan medan magnet di Galaksi kita antara pulsar dan kita memengaruhi gelombang radio yang dipancarkan oleh pulsar. Dalam wawancara email dengan Dr. Sobey, dia memberi tahu kami, "Meskipun efek ini perlu diperbaiki untuk mempelajari sinyal pulsar, mereka sangat berguna untuk memberikan informasi tentang Galaxy kita yang tidak mungkin diperoleh sebaliknya."
Saat gelombang radio pulsar berjalan melalui galaksi, mereka terkena efek yang disebut dispersi, karena intervensi elektron bebas. Ini berarti bahwa gelombang radio frekuensi tinggi tiba lebih cepat daripada gelombang frekuensi rendah. Data dari LOFAR memungkinkan para astronom untuk mengukur perbedaan ini, yang disebut "ukuran dispersi" atau DM. DM memberi tahu para astronom berapa banyak elektron bebas di antara kita dan pulsar. Jika DM lebih tinggi, itu berarti pulsar lebih jauh, atau media antarbintang lebih padat.
Itu hanya salah satu faktor dalam pengukuran medan magnet Bima Sakti. Yang lainnya melibatkan kerapatan elektron dan medan magnet medium antarbintang.
Emisi pulsar sering terpolarisasi, dan ketika cahaya terpolarisasi bergerak melalui plasma dengan medan magnet, bidang rotasi berputar. Itu disebut Rotasi Faraday atau Efek Faraday. Teleskop radio dapat mengukur rotasi itu, dan disebut Faraday Rotation Measure (RM). Menurut Dr. Sobey, “Ini memberitahu kita jumlah elektron bebas dan kekuatan medan magnet yang sejajar dengan garis pandang, serta arah jala. Semakin besar RM mutlak berarti semakin banyak elektron dan / atau kekuatan medan yang lebih besar, karena jarak yang lebih jauh atau ke arah bidang Galaxy. "
Dengan data di tangan, para peneliti kemudian memperkirakan kekuatan medan magnet rata-rata dari Bima Sakti terhadap setiap pulsar dalam katalog, dengan membagi Ukuran Rotasi dengan Ukuran Dispersi. Dan begitulah cara mereka membuat peta. Setiap pengukuran pulsar tunggal adalah satu titik di peta. Seperti yang dikatakan Dr. Sobey kepada Space Magazine, "Memperoleh pengukuran ini untuk sejumlah besar pulsar (yang memiliki pengukuran atau perkiraan jarak) memungkinkan kita merekonstruksi peta struktur kerapatan elektron Galaksi dan medan magnet dalam 3-D."
Jadi apa gunanya memiliki peta struktur magnetik Bimasakti dalam 3D?
Medan magnet galaksi memengaruhi semua jenis proses astrofisika melintasi berbagai skala kekuatan dan jarak.
Medan magnet membentuk jalur yang diikuti oleh sinar kosmik. Jadi ketika para astronom mempelajari sumber sinar kosmik yang jauh, seperti nukleus galaksi aktif (AGN), mengetahui kekuatan medan magnet dapat membantu mereka memahami objek studi mereka.
Medan magnet galaksi juga berperan dalam pembentukan bintang. Meskipun efeknya tidak sepenuhnya dipahami, kekuatan medan magnet dapat memengaruhi awan molekul. Sobey mengatakan kepada UT, "Pada skala yang lebih kecil (sesuai urutan parsec), medan magnet berperan dalam pembentukan bintang, dengan medan yang terlalu lemah atau kuat dalam awan molekul yang mungkin menghambat keruntuhan awan ke dalam sistem bintang."
Katalog baru ini didasarkan pada pengamatan 137 pulsar di langit utara. Para penulis mengatakan bahwa katalog mereka "meningkatkan ketelitian pengukuran RM yang ada rata-rata dengan faktor 20 ..." Mereka juga mengatakan "Secara keseluruhan, katalog frekuensi awal awal kami menyediakan informasi berharga tentang struktur 3D dari medan magnet Galactic."
Tetapi Dr. Sobey belum selesai memetakan kekuatan medan magnet Bima Sakti. Dia sekarang menggunakan Murchison Widefield Array Australia untuk memetakan medan magnet di langit selatan. Dan kedua upaya pemetaan ini mengarah ke sesuatu yang lebih baik.
Teleskop radio terbesar di dunia sekarang dalam tahap perencanaan. Ini disebut Array Kilometer Persegi (SKA) dan akan dibangun di Australia dan Afrika Selatan. Stasiun penerima akan meluas hingga 3.000 kilometer (1900 mil) dari inti pusatnya. Ukuran dan jarak yang sangat besar antara penerima akan memberi kita gambar dengan resolusi tertinggi di semua bidang astronomi.
Dalam posting blog CSIRO, Dr. Sobey mengatakan, “Pekerjaan saya di masa depan akan fokus pada pembangunan menuju melakukan sains dengan teleskop SKA, yang saat ini sedang memasuki tahap akhir dari fase perencanaan. Satu tujuan jangka panjang untuk sains SKA adalah untuk merevolusionerkan pemahaman kita tentang galaksi kita, termasuk membuat peta terperinci tentang struktur galaksi kita (yang sulit karena kita berada di dalamnya!), Khususnya medan magnetnya. "
Medan magnet Bimasakti tidak memiliki tempat untuk bersembunyi.
Lebih:
- Siaran Pers: Memetakan medan magnet galaksi kita
- Makalah Penelitian: Tindakan rotasi Faraday frekuensi rendah terhadap pulsar menggunakan LOFAR: menyelidiki medan magnet halo 3D Galactic
- Peta LOFAR interaktif
