RW Space

Магнитные поля являются фундаментальной частью Вселенной. Они управляют тем, как маленькие частицы — строительные блоки планет, звезд и, в конечном итоге, галактик — движутся в космосе.

Мы до сих пор не знаем, как магнитные поля возникли во Вселенной, но мы знаем, что они повсюду. Сама Земля обладает магнитным полем, на которое реагируют компасы и мигрирующие птицы.

С помощью радиотелескопов астрономы могут использовать свет далеких галактик для освещения этих невидимых в противном случае областей космоса.

В нашем исследовании, опубликованном сегодня в Публикациях Астрономического общества Австралии, мы использовали самый мощный радиотелескоп Австралии, чтобы создать самую большую и подробную карту космических магнитных полей за всю историю. сделано.

Гигантские батареи, управляющие галактиками

Магнитные поля сильно различаются во Вселенной. Чрезвычайно плотные объекты, такие как нейтронные звезды и черные дыры, имеют магнитные поля в тысячи миллиардов раз сильнее, чем у Земли.

В пространстве между звездами мы также измерили магнитные поля, которые в миллион раз слабе, чем у Земли. Несмотря на их слабость, мы знаем, что эти поля невероятно важны для управления развитием галактик. Они действуют как гигантские батареи и хранят огромное количество энергии, замедляя или даже предотвращая образование новых звезд.

Но для нас магнитные поля невидимы. Чтобы найти их в космосе, астрономы ограничиваются использованием света далеких звезд и галактик. Это потому, что свет представляет собой волну электрических и магнитных полей (отсюда и название «электромагнитного спектра»).

Когда свет путешествует по Вселенной, он взаимодействует с любыми магнитными полями, через которые проходит. Это изменит направление распространения света – мы называем это «поляризацией». Таким образом, свет, колеблющийся вверх и вниз, имеет поляризацию, отличную от света, колеблющегося из стороны в сторону.

Астрономы могут уловить эту поляризацию, особенно, глядя на небо в радиоволнах, которые являются частью электромагнитного спектра.

Видеть невидимое

Австралийские телескопы были в авангарде как радиоастрономии, так и обнаружения магнитных полей с момента их первого обнаружения.

Мюрриянг, CSIRO Радиотелескоп Паркса первым обнаружил искривленную поляризацию света магнитных полей за пределами Земли в 1962 году.

С тех пор астрономы стремятся найти все больше и больше источников, которые показывают нам этот искривленный свет. Имея достаточное количество измерений, мы можем создать карту магнитных полей Вселенной.

Каждая точка на карте — это объект, обнаруженный нашим телескопом, и свет объекта осветил магнитные поля между нами и этим удаленным источником. Чем больше источников мы обнаруживаем, тем более подробной становится наша карта.

Последняя большая карта магнитных полей была составлена в 2009 году. За прошедшие 17 лет у нее не было настоящего преемника, что ограничивает глубину и масштаб запросов, на которые астрономы пытались ответить.

В различных областях Вселенной, включая нашу собственную галактику Млечный Путь, нам еще предстоит понять всю силу и структуру космического магнитного поля. поля.

Мы не только не знаем, как они возникли, но и не знаем, как они изменились со временем после Большого взрыва.

Чтобы начать решать эти проблемы, нам нужен новый класс радиотелескопов.

Телескоп, созданный для скорости

В настоящее время в радиоастрономии происходит революция: в Южной Африке и Австралии строится обсерватория SKA.

В стадии подготовки поколение Телескопы, известные как предшественники СКА и следопыты, уже работают по всему миру.

Радиотелескоп АСКАП является одним из таких предшественников. Расположенная в Иньярриманха Илгари Бундара, Мерчисонской радиоастрономической обсерватории CSIRO в стране Ваджарри Ямаджи в Западной Австралии, она состоит из 36 12-метровых тарелок. Каждая из этих тарелок может одновременно видеть огромный участок неба, что дает астрономам сверхширокий обзор Вселенной.

Флагманский проект по созданию карты магнитных полей Вселенной известен как Исследование поляризационного неба магнетизма Вселенной (POSSUM).

В рамках подготовки к нему команда телескопа провела Rapid ASKAP Continuum Surveys (RACS). Это похоже на создание атласа Вселенной.

Самые последние версии этих исследований выявили почти 4 миллиона далеких галактик, из которых около 2 миллионов никогда раньше не наблюдались.

Магнитное небо

Наша новая карта под названием SPICE-RACS была создана в результате сотрудничества двух исследовательских групп.

Нашей целью было изучить каждую галактику, обнаруженную RACS, и наблюдать признаки изменения поляризации, вызванной магнитным полем. поля. Используя последний выпуск обзора, мы обнаружили 350 000 галактик из первоначальных 4 миллионов, которые мы могли бы использовать для этого.

Наша коллекция источников почти в десять раз больше, чем предыдущая крупнейшая, и в пять раз больше, чем все наблюдения, когда-либо вместе взятые.

В результате мы получили самую большую и подробную карту на сегодняшний день.

На карте красные цвета показывают магнитные поля, направленные к нам, а синие — в сторону, как на север и юг компаса.

Большая часть вихревой и пузырьковой структуры, которую мы видим, принадлежит нашей галактике Млечный Путь. В мельчайших деталях карты видны следы из еще более отдаленных уголков Вселенной.

По теме: Ученые раскрывают самую старую карту ночного неба, когда-либо созданную

Новая карта уже открывает возможности для новой науки по всему миру, а данные общедоступны для исследовательского сообщества в Интернете.

В будущем мы планируем объединить все версии RACS, чтобы создать еще большую и более подробную карту.

А пока Ожидается, что проект POSSUM завершит наблюдения к 2030 году. Более четкая магнитная карта, полученная в результате этого обзора, откроет новое окно в далекие космические магнитные поля, что позволит нам заглянуть глубже в историю Вселенной.

Алек Томсон, научный сотрудник по вводу в эксплуатацию SKA-Low, обсерватория с массивом квадратных километров; и филиал CSIRO по космосу и астрономии

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.