Kudos kepada para ilmuwan di Max Planck Institut dan tim astronom radio internasional untuk peta baru yang sangat terperinci dari medan magnet galaksi kita! Peta langit yang unik ini telah melampaui pendahulunya dan memberi kita wawasan tentang struktur medan magnet Bimasakti di luar apa pun yang sejauh ini terlihat. Apa yang istimewa tentang ini? Ini menunjukkan kepada kita kualitas yang dikenal sebagai kedalaman Faraday - sebuah konsep yang bekerja di sepanjang garis pandang tertentu. Untuk membangun peta, data dilebur dari 41.000 pengukuran yang dikumpulkan dari teknik rekonstruksi gambar baru. Kita sekarang dapat melihat tidak hanya struktur utama bidang galaksi, tetapi fitur yang kurang jelas seperti turbulensi dalam gas galaksi.
Jadi, apa sebenarnya arti peta baru semacam ini? Semua galaksi memiliki medan magnet, tetapi sumbernya adalah sebuah misteri. Sampai sekarang, kita hanya bisa menebak itu terjadi karena proses dinamo ... di mana energi mekanik diubah menjadi energi magnetik. Jenis ciptaan ini sangat normal dan terjadi di Bumi, Matahari, dan bahkan dalam skala yang lebih kecil seperti radio bertenaga engkol tangan - atau senter Faraday! Dengan menunjukkan kepada kita di mana struktur medan magnet terjadi di Bima Sakti, kita bisa mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang dinamo galaksi.
Selama satu setengah abad terakhir, kami telah mengetahui tentang rotasi Faraday dan para ilmuwan menggunakannya untuk mengukur medan magnet kosmik. Tindakan ini terjadi ketika cahaya terpolarisasi melewati media magnet dan bidang polarisasi berputar. Jumlah belokan tergantung pada kekuatan dan arah medan magnet. Dengan mengamati rotasi, kita dapat lebih memahami sifat-sifat medan magnet intervening. Para astronom radio mengumpulkan dan memeriksa cahaya yang terpolarisasi dari sumber radio yang jauh melewati galaksi kita dalam perjalanan menuju kita. Efek Faraday kemudian dapat dinilai dengan mengukur polarisasi sumber pada berbagai frekuensi. Namun, pengukuran ini hanya bisa memberi tahu kita tentang satu jalan melalui Bima Sakti. Untuk melihat semuanya secara keseluruhan, kita perlu tahu berapa banyak sumber yang tersebar di langit yang terlihat. Di sinilah kelompok astronom radio internasional memainkan peran penting. Mereka membuktikan data dari 26 proyek berbeda yang memberikan total total 41.300 sumber titik - rata-rata sekitar satu sumber radio per derajat persegi langit.
Meskipun kedengarannya seperti banyak informasi, itu masih belum cukup. Ada area besar, terutama di langit selatan, di mana hanya beberapa pengukuran yang ada. Karena kurangnya data ini, kami harus menginterpolasi antara titik data yang ada dan yang menciptakan masalah sendiri. Pertama, akurasi bervariasi dan pengukuran yang lebih tepat akan membantu. Selain itu, para astronom tidak yakin seberapa dapat diandalkannya suatu pengukuran tunggal - mereka hanya harus mengambil tebakan terbaik mereka berdasarkan informasi apa yang mereka miliki. Masih ada masalah lain. Ada ketidakpastian pengukuran karena sifat kompleks dari proses tersebut. Kesalahan kecil dapat meningkat sepuluh kali lipat dan ini bisa membuat peta berbelit-belit jika tidak diperbaiki. Untuk membantu memperbaiki masalah ini, para ilmuwan di MPA mengembangkan algoritma baru untuk pengambilan gambar, dinamai “extended critical filter”. Dalam pembuatannya, tim menggunakan alat yang disediakan oleh disiplin baru yang dikenal sebagai teori bidang informasi - alat yang kuat yang memadukan metode logis dan statistik untuk bidang terapan dan menumpuknya terhadap informasi yang tidak akurat. Karya baru ini menarik karena juga dapat diterapkan ke tempat pencitraan dan pemrosesan sinyal lainnya dalam bidang ilmiah alternatif.
"Selain peta kedalaman Faraday yang terperinci (Gbr. 1), algoritma menyediakan peta ketidakpastian (Gbr. 2). Terutama di piringan galaksi dan di wilayah yang kurang teramati di sekitar kutub selatan (kuadran kanan bawah), ketidakpastiannya jauh lebih besar. ” kata tim. “Untuk lebih menekankan struktur di medan magnet galaksi, pada Gambar 3 (di atas) efek piringan galaksi telah dihilangkan sehingga fitur yang lebih lemah di atas dan di bawah cakram galaksi lebih terlihat. Ini mengungkapkan tidak hanya pita horizontal mencolok dari cakram gas Bimasakti kita di tengah gambar, tetapi juga bahwa arah medan magnet tampaknya berlawanan di atas dan di bawah cakram. Perubahan arah analog juga terjadi antara sisi kiri dan kanan gambar, dari satu sisi pusat Bimasakti ke yang lain. "
Berita baiknya adalah teori dinamo galaksi tampaknya tepat. Ini telah memprediksi struktur simetris dan peta baru mencerminkannya. Dalam proyeksi ini, medan magnet berbaris sejajar dengan bidang piringan galaksi dalam bentuk spiral. Arah ini berlawanan di atas dan di bawah disk dan simetri yang diamati dalam peta Faraday muncul dari lokasi kami dalam disk galaksi. Di sini kita melihat struktur besar dan kecil diikat dengan struktur gas Bima Sakti yang bergejolak. Algoritma peta baru ini memiliki garis samping yang hebat, juga ... ini mencirikan distribusi ukuran dari struktur ini. Yang lebih besar lebih pasti daripada yang lebih kecil, yang normal untuk sistem turbulen. Spektrum ini kemudian dapat ditumpuk terhadap model komputer dinamika - memungkinkan untuk pengujian rumit dari model dinamo galaksi.
Peta baru yang luar biasa ini lebih dari sekadar wajah cantik dalam astronomi. Dengan memberikan informasi medan magnet ekstragalaktik, kami memungkinkan proyek teleskop radio seperti LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat dan SKA untuk naik ke ketinggian baru. Dengan ini akan datang lebih banyak lagi pembaruan ke Faraday Sky dan mengungkap misteri asal usul medan magnet galaksi.
Sumber Cerita Asli: Institut Max Planck untuk Siaran Berita Astrofisika. Untuk Bacaan Lebih Lanjut: Peta yang diperbaiki dari langit Faraday galaksi ". Unduh peta DI SINI.
