ستاره‌شناسان اسکلت مغناطیسی پنهان کهکشان راه شیری را آشکار کردند!

مشاهدات رادیویی جدید از کهکشان راه شیری در حال آشکار کردن الگوهای پنهان در میدان مغناطیسی آن هستند. انسان‌ها از دیرباز آسمان شب را رصد کرده‌اند، اما برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های راه شیری با نور معمولی قابل مشاهده نیستند. دکتر «جو-آن براون» (Jo-Anne Brown)، در حال کار روی نقشه‌برداری از یکی از این اجزای پنهان است: میدان مغناطیسی کهکشان، ساختاری عظیم که می‌تواند بر نحوه حرکت گازها، محل شکل‌گیری ستارگان و مسیر حرکت ذرات کیهانی تأثیر بگذارد!

براون، استاد گروه فیزیک و نجوم دانشگاه کلگری، می‌گوید:

بدون میدان مغناطیسی، کهکشان تحت تأثیر گرانش در خود فرو می‌ریخت.

او می‌افزاید:

ما باید بدانیم میدان مغناطیسی کهکشان در حال حاضر چه شکلی دارد تا بتوانیم مدل‌های دقیقی بسازیم که پیش‌بینی کنند این میدان چگونه در آینده تکامل خواهد یافت.

در ماه ژانویه، براون و همکارانش نتایج پژوهش خود را در قالب دو مقاله در نشریات The Astrophysical Journal و The Astrophysical Journal Supplement Series منتشر کردند. فراتر از دستاوردهای علمی، این تیم همچنین یک مجموعه داده کامل را برای استفاده گسترده منتشر کرده است؛ مجموعه‌ای که به پژوهشگران سراسر جهان یک نقطه مرجع جدید برای مطالعه محیط مغناطیده‌ی کهکشان راه شیری و آزمودن نظریه‌ها درباره چگونگی شکل‌گیری و تکامل این میدان ارائه می‌دهد.

نگاهی تازه به آسمان رادیویی

برای ایجاد این مجموعه داده، این تیم پژوهشی به سراغ مشاهدات رادیویی رفت؛ روشی که امکان بررسی بخش‌هایی از کهکشان را فراهم می‌کند که نور مرئی به‌سختی قادر به آشکارسازی آن‌هاست.

آن‌ها از یک تلسکوپ جدید در رصدخانه اخترفیزیک رادیویی دومینیون در استان بریتیش کلمبیا (B.C.) استفاده کردند؛ مرکزی وابسته به شورای ملی تحقیقات کانادا. این تلسکوپ آسمان نیمکره شمالی را در چندین فرکانس رادیویی اسکن می‌کند؛ رویکردی که به جدا کردن و تفکیک سیگنال‌های هم‌پوشان در امتداد یک خط دید مشترک کمک می‌کند.

دکتر «آنا اوردوگ» (Anna Ordog)، دارنده مدرک دکتری و نویسنده اصلی نخستین مقاله، می‌گوید:

این پوشش گسترده واقعاً به شما اجازه می‌دهد به جزئیات ساختار میدان مغناطیسی دست پیدا کنید.

این پیمایش، مجموعه‌ای بزرگ و با دقت کالیبره‌شده از اندازه‌گیری‌ها را برای پروژه Global Magneto-Ionic Medium Survey (GMIMS) تولید کرد؛ طرحی که با هدف نقشه‌برداری از میدان مغناطیسی کهکشان راه شیری با استفاده از داده‌های رادیویی انجام می‌شود.

مشاهدات بر پدیده‌ای به نام چرخش فاراده متمرکز بودند؛ پیچشی مشخص در جهت‌گیری امواج رادیویی که زمانی رخ می‌دهد که این امواج از میان گاز یونیزه‌ای عبور می‌کنند که میدان‌های مغناطیسی در آن تنیده شده‌اند. بررسی اینکه این پیچش چگونه در سراسر آسمان و در فرکانس‌های مختلف تغییر می‌کند، روشی قدرتمند برای ردیابی معماری مغناطیسی نامرئی اطراف منظومه شمسی ما فراهم می‌کند.

ربکا بوث (Rebecca Booth)، دانشجوی دکتری که با براون همکاری می‌کند و نویسنده اصلی مقاله دوم است می‌گوید:

می‌توانید آن را شبیه به شکست نور تصور کنید. یک نی داخل لیوان آب کج به نظر می‌رسد، چون نور با ماده برهم‌کنش دارد.

چرخش فاراده هم مفهومی مشابه است، با این تفاوت که اینجا الکترون‌ها و میدان‌های مغناطیسی در فضا با امواج رادیویی برهم‌کنش می‌کنند.

راز مورب در بازوی قوس (Sagittarius)

بوث در پژوهش دوم خود به بررسی یک ویژگی منحصربه‌فرد در کهکشان راه شیری پرداخت: بازوی قوس (Sagittarius Arm) که دارای میدان مغناطیسی وارونه است.

براون توضیح می‌دهد:

اگر می‌توانستید کهکشان را از بالا نگاه کنید، میدان مغناطیسی کلی در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد. اما در بازوی قوس، این میدان خلاف جهت عقربه‌های ساعت است. ما نمی‌دانستیم این گذار چگونه رخ می‌دهد. تا اینکه یک روز آنا مقداری داده آورد و من گفتم: ‘خدای من، وارونگی مورب است!’

بوث با استفاده از مجموعه داده به‌دست‌آمده، کشف اوردوگ را دنبال کرد و آن را گسترش داد.

او می‌گوید:

کار من یک مدل سه‌بعدی جدید برای وارونگی میدان مغناطیسی ارائه می‌دهد. از دید ما روی زمین، این وارونگی به‌صورت همان ساختار موربی ظاهر می‌شود که در داده‌ها مشاهده می‌کنیم.

منبع: Scitechdaily