Vi är alla mycket bekanta med begreppet jordens magnetfält. Det visar sig att de flesta föremål i rymden har magnetfält men det är ganska knepigt att mäta dem. Astronomer har utvecklat ett genialiskt sätt att mäta Vintergatans magnetfält med hjälp av polariserat ljus från interstellära dammkorn som riktar sig efter magnetfältslinjerna. En ny undersökning har påbörjat denna kartläggning och har kartlagt ett område som täcker motsvarande 15 gånger fullmånen.
Många kommer ihåg experiment i skolan med järnspån och stångmagneter för att avslöja deras magnetfält. Det är inte fullt så lätt att fånga Vintergatans magnetfält. Den nya metoden att mäta fältet bygger på de små dammkornen som tränger igenom rymden mellan stjärnorna.
Dammkornen är lika stora som rökpartiklar men de är inte sfäriska. Precis som en båt förvandlar sig till strömmen tenderar dammpartiklarnas långa axel att passa in i det lokala magnetfältet. När de gör det avger de ett sken i samma frekvens som den kosmiska bakgrundsstrålningen och det är detta som astronomer har ställt in sig på.
Inte bara glöder partiklarna utan de absorberar också stjärnljus som passerar genom dem precis som polariserande filter. Polariseringen av ljus är bekant för fotografer som kan använda polariserande filter för att göra himlen mörkare och hantera reflektioner. Fenomenet polarisering hänvisar till ljusets utbredning. När den rör sig genom ett medium transporterar den energi från en plats till en annan, men på vägen visar den vågliknande egenskaper.
Vågnaturen består av alternerande förskjutningar av mediet genom vilket de färdas (föreställ dig en våg i vatten). Förskjutningen är inte alltid densamma som färdriktningen; ibland är den parallell och vid andra tillfällen är den vinkelrät. Vid polarisering är förskjutningen begränsad till endast en riktning.
I partiklarna i det interstellära rymden fångar de polariserande egenskaperna magnetfältet och polariserar ljuset som färdas genom dem och avslöjar detaljerna i magnetfältet. Precis som de är på jorden är magnetfältslinjer av avgörande betydelse för galaktisk evolution. De reglerar stjärnbildningen, formar strukturen i en galax och liksom gigantiska galaktiska floder, formar och riktar gasflödet runt galaxen.
Forskare från Inter-University Institute for High Energies i Belgien använde PASIPHAE-undersökningen – ett internationellt samarbete för att utforska magnetfältet från polarisationen i interstellärt damm – för att starta processen. De mätte polariseringen av mer än 1 500 stjärnor som täckte ett område på himlen som inte var mer än 15 gånger så stort som fullmånen.
Teamet använde sedan data från astrometrisatelliten Gaia och en ny algoritm för att kartlägga magnetfälten i galaxen i den delen av himlen. Studien är publicerad i tidskriften Astronomy &Astrophysics .
Detta är första gången som något storskaligt projekt har försökt kartlägga Vintergatans gravitationsfält. Det kommer att ta lite tid att slutföra den fullständiga kartläggningen, men när den är klar kommer den att ge stor insikt inte bara i galaxernas magnetfält utan till galaxernas utveckling över universum.
Mer information: V. Pelgrims et al, Den första gradskaliga stjärnljus-polarisationsbaserade tomografikartan av det magnetiserade interstellära mediet, Astronomy &Astrophysics (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202349015
Journalinformation: Astronomi och astrofysik
Tillhandahålls av Universe Today
