Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν τεράστιους μαγνητικούς τοροειδείς στο φωτοστέφανο του Γαλαξία

Αστροφυσικοί ανακάλυψαν μεγάλους μαγνητικούς δακτύλιους στο… ΓαλαξίαςΚορώνα, που επηρεάζει τη διάδοση των κοσμικών ακτίνων και τη φυσική του διαστρικού χώρου. Η έρευνά τους, βασισμένη σε εκτεταμένα δεδομένα περιστροφής Faraday, αποκαλύπτει ότι αυτοί οι δακτύλιοι εκτείνονται σε όλο τον γαλαξία, επιβεβαιώνοντας την παρουσία μεγάλων σπειροειδών μαγνητικών πεδίων.

Η προέλευση και η εξέλιξη των κοσμικών μαγνητικών πεδίων είναι ένα μακροχρόνιο άλυτο ζήτημα στα όρια της έρευνας της αστρονομίας και της αστροφυσικής και έχει επιλεγεί ως ένας από τους κύριους τομείς έρευνας για πολλά μεγάλα παγκόσμιας κλάσης ραδιοτηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένης της Συστοιχίας Τετραγωνικών Χιλιόμετρων. SKA) είναι υπό κατασκευή. Ο εντοπισμός δομών μαγνητικού πεδίου μεγάλης κλίμακας στον Γαλαξία μας ήταν μια σημαντική πρόκληση για πολλούς από τους αστρονόμους του κόσμου εδώ και δεκαετίες.

Ανακάλυψη μαγνητικών τοροειδών

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο ο Astrophysical Journal Στις 10 Μαΐου, ο Δρ. Jun Xu και ο καθηγητής Jinlin Han των Εθνικών Αστρονομικών Παρατηρητηρίων της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (NAOC) αποκάλυψαν τεράστιους μαγνητικούς τοροειδείς στο φωτοστέφανο του Γαλαξία, οι οποίοι είναι θεμελιώδεις για τη διάδοση των κοσμικών ακτίνων και παρέχουν κρίσιμους περιορισμούς στην φυσικές διεργασίες στο διαστρικό μέσο και η προέλευσή τους.

Ο καθηγητής Hahn, κορυφαίος επιστήμονας σε αυτό το πεδίο έρευνας, κατάφερε να αναγνωρίσει δομές μαγνητικού πεδίου κατά μήκος των σπειροειδών βραχιόνων του γαλαξιακού δίσκου μέσω ενός μακροπρόθεσμου έργου για τη μέτρηση της πόλωσης των πάλσαρ και των φαινομένων Faraday. Το 1997, βρήκε μια εντυπωσιακή αντι-Faraday συμμετρία για κοσμικές ραδιοφωνικές πηγές στον ουρανό σε σχέση με τις συντεταγμένες του Γαλαξία μας, υποδηλώνοντας ότι τα μαγνητικά πεδία στο φωτοστέφανο του Γαλαξία έχουν μια δομή σπειροειδούς πεδίου, με αντίστροφες κατευθύνσεις μαγνητικού πεδίου κάτω και πάνω από το γαλαξιακό επίπεδο.

Προκλήσεις στη μέτρηση μαγνητικών πεδίων

Ωστόσο, ο προσδιορισμός του μεγέθους αυτών των δακτυλίων ή της ισχύος των μαγνητικών τους πεδίων ήταν ένα δύσκολο έργο για τους αστρονόμους εδώ και δεκαετίες. Υποψιάζονταν ότι η ασυμμετρία στην κατανομή του ουρανού των φαινομένων Faraday των ραδιοπηγών θα μπορούσε να παραχθεί μόνο από το διαστρικό μέσο κοντά στον Ήλιο, επειδή τα πάλσαρ και ορισμένα NEO που εκπέμπουν ραδιόφωνο, τα οποία βρίσκονται πολύ κοντά στον Ήλιο, δείχνουν τα φαινόμενα Faraday να είναι συνεπή. με την ασυμμετρία. Το κλειδί είναι να δείξουμε εάν τα μαγνητικά πεδία στο τεράστιο γαλαξιακό στέμμα έχουν μια τέτοια δακτυλιοειδή δομή έξω από την περιφέρεια του Ήλιου.

Καινοτόμες μέθοδοι έρευνας

Σε αυτή τη μελέτη, ο καθηγητής Hahn πρότεινε καινοτόμα ότι η περιστροφή Faraday του διαστρικού μέσου στην περιοχή του Ήλιου θα μπορούσε να υπολογιστεί από μετρήσεις ενός εύλογου αριθμού πάλσαρ, μερικά από τα οποία ελήφθησαν πρόσφατα από το σφαιρικό ραδιοτηλεσκόπιο πεντακοσίων ανοίγματος ( FAST) μόνο, η συνεισφορά μπορεί στη συνέχεια να αφαιρεθεί από τις μετρήσεις του κοσμικού υποβάθρου των πηγών. Όλα τα δεδομένα μέτρησης περιστροφής Faraday τα τελευταία 30 χρόνια έχουν συλλεχθεί από τον Dr. Shaw.

Αναλύοντας τα δεδομένα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η ασυμμετρία στις μετρήσεις της περιστροφής Faraday που προκύπτει από το μέσο στο γαλαξιακό φωτοστέφανο υπάρχει σε ολόκληρο τον ουρανό, από το κέντρο έως το αντίκεντρο του Γαλαξία μας, πράγμα που σημαίνει ότι τα σπειροειδή μαγνητικά πεδία όπως π.χ. Αυτή η παράξενη συμμετρία έχει τεράστιο μέγεθος, υπάρχει σε ακτίνα από 6.000 έτη φωτός έως 50.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία.

Συμπέρασμα και αντίκτυπος

Αυτή η μελέτη έχει προωθήσει πολύ την κατανόησή μας για τη φυσική του Γαλαξία μας και αντιπροσωπεύει ένα ορόσημο στην έρευνα για τα κοσμικά μαγνητικά πεδία.

Αναφορά: “Massive Magnetic Rings in the Milky Way’s Halo” από τον J. Shaw and J.L. Han, 10 Μαΐου 2024, Astrophysical Journal.
doi: 10.3847/1538-4357/ad3a61