Мы все хорошо знакомы с концепцией магнитного поля Земли. Оказывается, большинство объектов в космосе обладают магнитными полями, но измерить их довольно сложно. Астрономы разработали гениальный способ измерения магнитного поля Млечного Пути, используя поляризованный свет от межзвёздных пылевых частиц, которые выравниваются по линиям магнитного поля. Новое исследование положило начало этому процессу картирования и нанесло на карту территорию, площадь которой в 15 раз превышает полную Луну.
Многие люди помнят школьные эксперименты с железными опилками и стержневыми магнитами, направленные на раскрытие их магнитного поля. Однако уловить магнитное поле Млечного Пути не так-то просто. Новый метод измерения поля основан на маленьких пылинках, которые пронизывают пространство между звёздами.
Зёрна пыли по размеру схожи с частицами дыма, но не имеют сферической формы. Подобно тому, как лодка поворачивается против течения, длинная ось частиц пыли стремится выровняться по направлению к местному магнитному полю. При этом они излучают свечение на той же частоте, что и космическое фоновое излучение, и именно на него настраиваются астрономы.
Частицы не только светятся, но и поглощают звёздный свет, проходящий через них, подобно поляризационным фильтрам. Поляризация света знакома фотографам, которые могут использовать поляризационные фильтры для затемнения неба и управления отражениями. Явление поляризации относится к распространению света. Двигаясь через среду, он переносит энергию из одного места в другое, но по пути проявляет волнообразные характеристики.
Волновая природа состоит из знакопеременных смещений среды, через которую они движутся (представьте себе волну в воде). Смещение не всегда совпадает с направлением движения; иногда оно параллельно, а иногда перпендикулярно. При поляризации смещение ограничивается только одним направлением.
У частиц в межзвёздном пространстве поляризационные свойства захватывают магнитное поле и поляризуют свет, который проходит через них, раскрывая детали магнитного поля. Как и на Земле, силовые линии магнитного поля имеют решающее значение для галактической эволюции. Они регулируют звездообразование, формируют структуру галактики и подобно гигантским галактическим рекам формируют и направляют потоки газа вокруг галактики.
Исследователи из Межуниверситетского института высоких энергий в Бельгии использовали исследование PASIPHAE – международное сотрудничество по изучению магнитного поля в результате поляризации межзвёздной пыли – чтобы запустить процесс. Они измерили поляризацию более 1500 звёзд, площадь которых не более чем в 15 раз превышает площадь полной Луны.
Затем команда использовала данные астрометрического спутника “Гайя” и новый алгоритм для составления карты магнитных полей галактики в этой части неба. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Это первая крупномасштабная попытка составить карту гравитационного поля Млечного Пути. Для завершения полного картографирования потребуется некоторое время, но когда оно будет завершено, оно даст глубокое представление не только о магнитном поле галактик, но и об эволюции галактик во Вселенной.