Недавно мы взглянули на карту очень необычного типа - небо Фарадея. Как и у всех галактик, наша магнитная «личность» обладает магнитной «индивидуальностью», но откуда взялись эти поля и как они создаются, - настоящая загадка. Исследователи всегда просто предполагали, что они были созданы механическими процессами, подобными тем, которые происходят внутри Земли и на Солнце. Теперь новое исследование даст ученым еще лучшее понимание структуры галактических магнитных полей, видимых по всей нашей галактике.
Команда, возглавляемая Институтом астрофизики Макса Планка (MPA), собрала их информацию и скомпилировала ее с теоретическим моделированием для создания еще одной подробной карты магнитного неба. Как объясняет член исследовательской группы доктор Трейси Кларк из NRL: «Ключом к применению этих новых методов является то, что этот проект объединяет более 30 исследователей с 26 различными проектами и более 41 000 измерений в небе. Получившаяся база данных эквивалентна заполнению всего неба источниками, разделенными угловым расстоянием двух полных лун » Этот огромный объем данных обеспечивает новый вид «всего неба», который позволит ученым измерить магнитную структуру Млечного Пути в мельчайших деталях.
Что нового в этой карте? На этот раз мы смотрим на величину, называемую глубиной Фарадея - идею, зависящую от информации о линии прямой видимости, установленной для магнитных полей. Он был создан путем объединения более 41 000 единичных измерений, которые затем были объединены с использованием нового метода восстановления изображения. В этом случае все исследователи в MPA являются специалистами в новой дисциплине теории информационного поля. Доктор Трейси Кларк, работающая в отделе дистанционного зондирования NRL, является частью команды международных радиоастрономов, которые предоставили данные радионаблюдения для базы данных. Это огромный магнетизм ... и придает даже самые маленькие магнитные свойства, которые позволят ученым лучше понять природу галактической газовой турбулентности.
Концепция эффекта Фарадея не нова. Ученые наблюдали и измеряли эти поля в течение последних полутора веков. Как это сделать? Когда поляризованный свет проходит через намагниченную среду, плоскость поляризации переворачивается ... процесс, известный как вращение Фарадея. Количество вращения показывает направление и силу поля и, следовательно, его свойства. Поляризованный свет также генерируется радиоисточниками. Используя различные частоты, вращение Фарадея также может быть измерено этим альтернативным способом. Комбинируя все эти уникальные измерения, исследователи могут получить информацию об одном пути через Млечный путь. Чтобы еще больше улучшить «общую картину», информация должна собираться из различных источников - потребность в 26 различных проектах наблюдений, в которых было получено в общей сложности 41 330 отдельных измерений. Чтобы дать вам подсказку о размере, это в конечном итоге составляет около одного радиоисточника на квадратный градус неба!
Даже с такой глубиной на южном небе все еще есть области, в которые занесено лишь несколько измерений. Чтобы заполнить пробелы и дать более реалистичное представление, исследователи «должны интерполировать существующие точки данных, которые они записали». Однако этот тип данных вызывает некоторые проблемы с точностью. Хотя вы можете подумать, что более точные измерения окажут наибольшее влияние на карту, ученые не совсем уверены, насколько надежным может быть какое-либо отдельное измерение, особенно когда на него может воздействовать окружающая среда. В этом случае самые точные измерения не всегда оценивают самые высокие точки сопоставления. Как и в случае с Гейзенбергом, существует неопределенность, связанная с процессом получения измерений, поскольку этот процесс настолько сложен. Одна маленькая ошибка может привести к огромным искажениям в содержимом карты.
Благодаря алгоритму, разработанному MPA, ученые могут уверенно сталкиваться с этими типами трудностей, собирая изображения. Алгоритм, называемый «расширенный критический фильтр», использует инструменты из новых дисциплин, известных как теория информационного поля - логический и статистический метод, применяемый к полям. До сих пор он доказал, что является эффективным методом устранения ошибок, и даже доказал свою полезность в других научных областях, таких как медицина или география, для целого ряда приложений для обработки изображений и сигналов.
Несмотря на то, что эта новая карта является отличным помощником для изучения нашей собственной галактики, она поможет проложить путь и для исследователей, изучающих внегалактические магнитные поля. Поскольку в будущем появятся новые типы радиотелескопов, такие как LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT и SKA, карта станет основным ресурсом измерений эффекта Фарадея, что позволит ученым обновить изображение и углубить наше понимание происхождения галактические магнитные поля.
Оригинальная история Источник: Новости ВМС.
