Sercem tego osiągnięcia jest radioteleskop ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder), należący do CSIRO i znajdujący się w Obserwatorium Radioastronomicznym Murchison w Australii Zachodniej, na terenach rdzennej ludności Wajarri Yamaji . To właśnie unikalne możliwości ASKAP umożliwiły ten przełom:
Zasada działania jest następująca: gdy spolaryzowana liniowo fala radiowa z odległej galaktyki przelatuje przez namagnesowaną plazmę międzygwiezdną i międzygalaktyczną, jej płaszczyzna polaryzacji ulega skręceniu. Wielkość tego skrętu (właśnie miara rotacji Faradaya, RM) jest proporcjonalna do iloczynu natężenia pola magnetycznego i gęstości swobodnych elektronów wzdłuż całej linii widzenia . Mierząc RM dla każdego wykrytego źródła spolaryzowanego, naukowcy byli w stanie zrekonstruować, gdzie znajdują się pola magnetyczne i jaka jest ich relatywna siła
.
W tym celu zebrano pomiary RM z prawie 4 milionów galaktyk – to zbiór danych 40 razy większy niż poprzedni stan wiedzy – i ponownie przetworzono surowe dane z ASKAP, aby odzyskać pełny obraz polaryzacji . Uzyskana gęstość źródeł RM wynosi średnio ~7 na stopień kwadratowy, co odpowiada efektywnej „rozdzielczości” siatki magnetycznej około 23 minut kątowych, z medianą błędu RM wynoszącą zaledwie 2,2 rad/m²
.
SPICE-RACS odsłoniła przed nami niewidzialną kosmiczną sieć magnetycznych struktur, obserwowaną po raz pierwszy w takiej skali i z taką szczegółowością .
Profesor Naomi McClure-Griffiths, Główny Naukowiec SKAO, podkreśliła przełomowy charakter tej pracy: „Przez ostatnie 20 lat astronomowie pracowali z zasadniczo tym samym zestawem danych”, który nie obejmował nawet całego nieba południowego . SPICE-RACS radykalnie zmienia tę sytuację.
Porównanie z poprzednimi mapami wyraźnie pokazuje skalę postępu:
SPICE-RACS jest wstępnym, choć niezwykle imponującym, produktem współpracy POSSUM (Polarisation Sky Survey of the Universe's Magnetism) . Ten międzynarodowy projekt ma trzy główne cele: (1) stworzenie gęstej siatki pomiarów RM na obszarze ~30 000 stopni kwadratowych, (2) badanie pól magnetycznych Drogi Mlecznej oraz (3) badanie zewnątrzgalaktycznych pól magnetycznych w galaktykach, gromadach i kosmicznej sieci
.
W najbliższych latach, współpraca POSSUM będzie tworzyć jeszcze lepsze mapy, wykorzystując głębsze obserwacje ASKAP, dodając pokrycie w częstotliwości i czułości .
W dalszej perspektywie, gdy w tej dekadzie rozpoczną wczesne operacje teleskopy Square Kilometre Array (SKA), naukowcy będą mogli mapować pola magnetyczne kosmicznej sieci z nieskończenie większą szczegółowością . Sam ASKAP jest prekursorem technologicznym SKA, a jego lokalizacja w Australii Zachodniej jest jednocześnie miejscem budowy teleskopu SKA-Low
.
To osiągnięcie przekształca fundamentalny, nierozwiązany problem – pochodzenie i rolę pól magnetycznych w kosmicznej historii – z zagadnienia niemal nierozwiązywalnego w zagadnienie dostępne empirycznie. Pola magnetyczne wpływają na wzrost galaktyk, ruch materii w przestrzeni i ewolucję Wszechświata na przestrzeni miliardów lat . Nowe dane otwierają drzwi do odpowiedzi na pytania, które jeszcze niedawno wydawały się być poza zasięgiem nauki: „Kiedy we Wszechświecie pojawiły się pierwsze pola magnetyczne?” i „Jak pola magnetyczne w kosmicznej sieci wpływają na formowanie się galaktyk?”
. Co więcej, wszystkie dane są swobodnie dostępne w portalu danych CSIRO, umożliwiając globalnej społeczności naukowej powtarzanie wyników i dokonywanie nowych odkryć
.
Mapa SPICE-RACS to coś więcej niż tylko atlas – to nowy fundament, na którym astrofizyka będzie się opierać przez kolejne dekady.
Comments
0 comments