Baru-baru ini kami melihat jenis peta yang sangat tidak biasa - Faraday Sky. Seperti semua galaksi, galaksi kita memiliki "kepribadian" yang magnetis, tetapi dari mana asal bidang-bidang ini dan bagaimana mereka diciptakan adalah sebuah misteri asli. Para peneliti selalu berasumsi bahwa mereka diciptakan oleh proses mekanis seperti yang terjadi di bagian dalam Bumi dan Matahari. Sekarang sebuah studi baru akan memberikan para ilmuwan pemahaman yang lebih baik tentang struktur medan magnet galaksi seperti yang terlihat di seluruh galaksi kita.
Tim yang dipimpin oleh Max Planck Institute for Astrophysics (MPA), mengumpulkan informasi mereka dan mengumpulkannya dengan simulasi teoretis untuk membuat peta terperinci lain dari langit magnetik. Seperti yang dikatakan oleh NRL, Dr. Tracy Clarke, seorang anggota tim peneliti menjelaskan, “Kunci untuk menerapkan teknik-teknik baru ini adalah bahwa proyek ini menyatukan lebih dari 30 peneliti dengan 26 proyek berbeda dan lebih dari 41.000 pengukuran di angkasa. Basis data yang dihasilkan setara dengan membumbui seluruh langit dengan sumber yang dipisahkan oleh jarak sudut dua bulan penuh. " Jumlah data yang sangat besar ini memberikan tampilan baru "langit semua" yang akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur struktur magnetik Bima Sakti dengan sangat rinci.
Apa yang "baru" tentang peta ini? Kali ini kami sedang melihat kuantitas yang disebut kedalaman Faraday - sebuah ide yang bergantung pada informasi garis pandang yang ditetapkan pada medan magnet. Itu dibuat dengan menggabungkan lebih dari 41.000 pengukuran tunggal yang kemudian digabungkan menggunakan metode rekonstruksi gambar baru. Dalam hal ini, semua peneliti di MPA adalah spesialis dalam disiplin baru teori bidang informasi. Tracy Clarke, yang bekerja di Divisi Penginderaan Jauh NRL, adalah bagian dari tim astronom radio internasional yang menyediakan pengamatan radio untuk basis data. Ini magnet pada skala besar ... dan memberikan bahkan fitur magnetik terkecil yang akan memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami sifat turbulensi gas galaksi.
Konsep efek Faraday bukan hal baru. Para ilmuwan telah mengamati dan mengukur bidang-bidang ini selama satu setengah abad terakhir. Bagaimana caranya? Ketika cahaya terpolarisasi melewati media magnet, bidang polarisasi membalik ... proses yang dikenal sebagai rotasi Faraday. Jumlah rotasi menunjukkan arah dan kekuatan medan dan sifat-sifatnya. Cahaya terpolarisasi juga dihasilkan dari sumber radio. Dengan menggunakan frekuensi yang berbeda, rotasi Faraday juga dapat diukur dengan cara alternatif ini. Dengan menggabungkan semua pengukuran unik ini, peneliti dapat memperoleh informasi tentang jalur tunggal melalui Bima Sakti. Untuk lebih meningkatkan "gambaran besar", informasi harus dikumpulkan dari berbagai sumber - kebutuhan diisi oleh 26 proyek pengamatan berbeda yang menjaring total 41.330 pengukuran individu. Untuk memberi Anda petunjuk ukurannya, yang akhirnya menjadi sekitar satu sumber radio per derajat persegi langit!
Bahkan dengan kedalaman seperti ini, masih ada daerah di langit selatan di mana hanya beberapa pengukuran yang telah di katalog. Untuk mengisi kekosongan dan memberikan pandangan yang lebih realistis, para peneliti “harus menginterpolasi antara titik data yang ada yang telah mereka rekam.” Namun, tipe data ini menyebabkan beberapa masalah dengan akurasi. Meskipun Anda mungkin berpikir pengukuran yang lebih tepat akan memiliki dampak terbesar pada peta, para ilmuwan tidak yakin seberapa dapat diandalkan pengukuran tunggal apa pun - terutama ketika mereka dapat dipengaruhi oleh lingkungan di sekitar mereka. Dalam hal ini, pengukuran paling akurat tidak selalu mendapat peringkat tertinggi dalam titik pemetaan. Seperti Heisenberg, ada ketidakpastian terkait dengan proses memperoleh pengukuran karena prosesnya sangat kompleks. Hanya satu kesalahan kecil yang dapat menyebabkan distorsi besar pada konten peta.
Berkat algoritme yang dibuat oleh MPA, para ilmuwan dapat menghadapi kesulitan-kesulitan seperti ini dengan percaya diri ketika mereka menggabungkan gambar-gambar tersebut. Algoritma, yang disebut "extended critical filter," menggunakan alat-alat dari disiplin ilmu baru yang dikenal sebagai teori bidang informasi - metode logis dan statistik yang diterapkan ke bidang. Sejauh ini telah terbukti menjadi metode yang efektif untuk menghilangkan kesalahan dan bahkan telah membuktikan diri sebagai aset untuk bidang ilmiah lainnya seperti kedokteran atau geografi untuk berbagai aplikasi pemrosesan gambar dan sinyal.
Meskipun peta baru ini adalah asisten hebat untuk mempelajari galaksi kita sendiri, peta ini akan membantu membuka jalan bagi para peneliti yang mempelajari medan magnet ekstragalaktik juga. Karena masa depan menyediakan jenis baru teleskop radio seperti LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT dan SKA, peta akan menjadi sumber daya utama pengukuran efek Faraday - memungkinkan para ilmuwan untuk memperbarui gambar dan lebih jauh pemahaman kita tentang asal usul medan magnet galaksi.
Sumber Cerita Asli: Berita Laboratorium Riset Angkatan Laut.
