Ukryta struktura wewnątrz Drogi Mlecznej. Bez niej mogłaby się zapaść
Ukryta skręcona struktura wewnątrz Drogi Mlecznej może zmienić wiedzę naukowców na temat tego, w jaki sposób utrzymywana jest spójność naszej galaktyki.
Od setek lat astronomowie badają nocne niebo, starając się zrozumieć siły kształtujące Wszechświat. Jedną z najważniejszych, a zarazem niewidocznych sił wewnątrz Drogi Mlecznej jest jej pole magnetyczne. Ciche, niewidzialne i rozciągnięte na tysiące lat świetlnych, wpływa na gaz międzygwiazdowy, pył, promieniowanie kosmiczne i procesy, z których rodzą się nowe gwiazdy.
Teraz astronomowie zobaczyli je dokładniej niż kiedykolwiek wcześniej. Nowe obserwacje radiowe ujawniły, że w pobliżu Ramienia Strzelca znajduje się osobliwa struktura - pole magnetyczne Drogi Mlecznej zmienia tam kierunek, a samo odwrócenie nie przebiega prosto wzdłuż ramienia spiralnego, lecz przecina galaktyczny dysk po przekątnej.
Gdyby nie było pola magnetycznego, galaktyka zapadłaby się pod wpływem grawitacji. Musimy wiedzieć, jak wygląda obecnie pole magnetyczne galaktyki, abyśmy mogli stworzyć dokładne modele przewidujące jej ewolucję – mówi Jo-Anne Brown, profesor z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Calgary.
W tym miesiącu Brown i jej współpracownicy opublikowali dwa badania w The Astrophysical Journal i The Astrophysical Journal Supplement Series. Ich praca wprowadza obszerny, nowy zbiór danych, z którego będą mogli korzystać astronomowie na całym świecie, a także nowy model wyjaśniający, jak pole magnetyczne Drogi Mlecznej mogło zmieniać się w czasie.
Mapowanie pola magnetycznego Drogi Mlecznej
Do przeprowadzenia badań zespół wykorzystał nowy teleskop w Obserwatorium Radioastrofizycznym Dominion w Kolumbii Brytyjskiej. Instrument ten umożliwił naukowcom obserwację północnego nieba w szerokim zakresie częstotliwości radiowych.
Szeroki zakres badań pozwala naprawdę poznać szczegóły struktury pola magnetycznego – mówi dr Anna Ordog, główna autorka pierwszego badania.
Obserwacje stały się częścią Globalnego Przeglądu Ośrodków Magneto-Jonicznych (GMIMS), międzynarodowego przedsięwzięcia mającego na celu odwzorowanie pola magnetycznego Drogi Mlecznej z niespotykaną dotąd szczegółowością. Rezultatem jest wysokiej jakości zbiór danych, który zapewnia naukowcom znacznie wyraźniejszy obraz niewidzialnego środowiska magnetycznego Galaktyki.
Więcej na Spider's Web:
Naukowcy zebrali dane, mierząc zjawisko zwane rotacją Faradaya, które występuje, gdy fale radiowe przemieszczają się przez obszary wypełnione elektronami i polami magnetycznymi.
Można to porównać do refrakcji. Słomka w szklance wody wygląda na przeciętą z powodu interakcji światła z materią. Rotacja Faradaya to podobna koncepcja, ale to elektrony i pola magnetyczne w kosmosie oddziałują z falami radiowymi – mówi Rebecca Booth, doktorantka współpracująca z Brownem i główna autorka drugiego badania.
Analizując zmiany fal radiowych, zespół był w stanie wykryć ukryte struktury magnetyczne w całej galaktyce.
Dziwne odwrócenie pola magnetycznego w ramieniu Strzelca
Jedno z najbardziej zaskakujących odkryć dotyczyło Ramienia Strzelca, obszaru Drogi Mlecznej, w którym pole magnetyczne wydaje się zmieniać kierunek.
Gdybyśmy mogli spojrzeć na galaktykę z góry, zauważylibyśmy, że całe pole magnetyczne porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Ale w Ramieniu Strzelca porusza się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Nie rozumieliśmy, jak doszło do tej zmiany. Aż pewnego dnia Anna przyniosła dane, a ja pomyślałem: »O mój Boże, to odwrócenie jest po przekątnej!« – mówi Brown.
Odkrycie dostarcza badaczom ważnych nowych wskazówek na temat ukrytej architektury magnetycznej Drogi Mlecznej i może pomóc im lepiej zrozumieć, w jaki sposób galaktyki ewoluują w czasie.
Magnetyczna historia galaktyki zapisana w falach radiowych
Pole magnetyczne Drogi Mlecznej nie jest nieruchomą dekoracją. Zmienia się wraz z galaktyką. Może być wzmacniane przez ruch gazu, turbulencje, wybuchy supernowych, narodziny gwiazd i obrót samego dysku galaktycznego. Takie procesy działają przez miliony i miliardy lat, dlatego obecny układ pola jest czymś w rodzaju zapisu historii galaktyki.
Jeżeli odwrócenie w Ramieniu Strzelca rzeczywiście przecina dysk po przekątnej, może to wskazywać na bardziej złożoną ewolucję lokalnego pola magnetycznego. Być może patrzymy na ślad dawnej reorganizacji galaktycznego magnetyzmu. Być może na strukturę związaną z przepływem gazu w ramionach spiralnych. A może na lokalny efekt, który dotąd mylono z większą, globalną cechą Drogi Mlecznej.
Na razie najważniejsze jest to, że astronomowie dostali nową mapę i nowy model. To narzędzia, z których będą korzystać kolejne zespoły badające nie tylko magnetyzm naszej galaktyki, ale też fale radiowe, pulsary, promieniowanie kosmiczne i środowisko międzygwiazdowe.
