Tähtitiede

Onko olemassa voimakas galaktinen magneettikenttä?

Onko olemassa voimakas galaktinen magneettikenttä?

Pääkysymykseni on: Onko galaksin magneettikenttä voimakas, kenties galaksimme keskellä olevan supermassisen mustan aukon ohjaama? Mietin myös, olisiko tämä kenttä tarpeeksi vahva voidakseen tehdä siitä niin, että galaksi pyörii samalla tavalla (ulkotähtien liikkuessa odotettua nopeammin), ja olisiko tämä vaihtoehtoinen selitys pimeälle aineelle.

Asia, joka sai minut esittämään tämän kysymyksen, on lukea Jupiterin magneettikentän vuorovaikutuksesta IO: n lähettämän plasman kanssa. Jupiterin magneettikenttä pakottaa plasman kiertämään Jupiteria suunnilleen samalla nopeudella kuin Jupiter pyörii, ja ihmettelen, onko samoin galaksimme keskellä oleva supermassiivinen musta aukko "lauma" loput galaksista samalla tavalla kuin artikkelin mukaan ja alla oleva kuva.

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetosphere_of_Jupiter#Role_of_Io


Ei, galaktinen magneettikenttä on erittäin heikko, noin 0,1 nT. Se pystyy taivuttamaan erittäin energisten varauksellisten hiukkasten radan ja kohdistamaan myös pölyjyvät magneettikentän poikki.

Se on kuitenkin liian heikko vaikuttamaan galaksin pyörimiseen.

Vaikka galaktisen magneettikentän alkuperä ei ole vielä selvä, supermassiiviset mustat aukot eivät vaikuta merkittävästi kaukana olevasta galaktisesta magneettikentästä.


Planeetat, joilta on poistettu magneettikenttä

Lämpötilat yli neljäsataa viisikymmentä celsiusastetta. Rikkisade pilviä. Tulivuorivuorten laavavirrat ja laaksovirtausten aiheuttamat palaneet pinnat laaksot. Nämä kohtaukset ovat naapurimaamme Venuksen pinnalla. Tämä tuho ja tuho maapallon näkyvimmän kirkkaimman ja kauneimman planeetan pinnalla viittaa siihen, että Venus-planeetta on tyhjennetty suotuisasta ympäristöstä elämälle. Katsokaa toista naapurimaamme Marsia. Aiemmin sen pinnalla virtaavat joet ja purot ovat jättäneet jälkensä. Sen pinnalla olevat maisemat sekä ylä- ja alamäet osoittavat, että jos tällä planeetalla olisi koskaan ollut maapallon muotoinen ilmapiiri, niin tämä planeetta olisi varmasti näyttänyt paratiisilta. Mutta nyt planeetasta on tullut autio ja karu tyhjämaa.

Jos tutkimuksemme on oikein ja nämä planeetat ovat todella olleet yhtä reheviä ja vetisiä kuin Maa aiemmin, mitä olisi tapahtunut? Minkä pohjalta nämä naapurimaiden planeetat ovat tänään tyhjentäneet elämän juuret ja ympäristöystävällisen ympäristön.


Tästä Linnunradan magneettikenttä näyttää

Linnunradan pöly, tummemmilla ja punaisemmilla väreillä, on alueita, joilla uusi tähtien muodostuminen. [+] tapahtuu. Nämä pölyiset alueet korreloivat galaksissamme olevien magneettikenttien kanssa, ja sen seurauksena taustavalo polarisoituu mitattavalla tavalla.

ESA / Planck-yhteistyö. Kiitos: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS - Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, Ranska

Linnunrata näyttää ihmisten silmille yksinkertaisesti sekoitukseksi tähtiä ja valoa estävää pölyä.

Tähtitiheyden kartta Linnunradalla ja ympäröivällä taivaalla, joka osoittaa selvästi Linnunradan, suuren. [+] ja pienet Magellanin pilvet (kaksi suurinta satelliittigalaksia), ja jos katsot tarkemmin, NGC 104 SMC: n vasemmalla puolella, NGC 6205 hieman galaktisen ytimen yläpuolella ja vasemmalla puolella ja NGC 7078 hieman alapuolella. Näkyvässä valossa paljastuu vain tähtivalo ja valoa estävän pölyn läsnäolo, mutta muilla aallonpituuksilla on kyky paljastaa kiehtovia ja informatiivisia rakenteita kaukana spektrin optisen osan ulottumattomista.

Välähdys lisäaallonpituuksista paljastaa kuitenkin erittäin rikkaat, yksityiskohtaiset rakenteet.

Tämä erittäin yksityiskohtainen näkymä Linnunradasta ulottuu moniin eri aallonpituuksiin ja sellaisenaan. [+] voi paljastaa kaasua, varattuja hiukkasia, monenlaisia ​​pölyjä ja monia muita signaaleja, jotka näkyvät mikroaaltouunin ja millimetrin aallonpituusalueilla. Planck-satelliitti tarjoaa meille parhaan näkymän koko taivaalle kosmoksesta tällä aallonpituusalueella.

Havainnot osoittavat galaktisia etualan signaaleja yhdistettynä kosmisiin signaaleihin, jotka lähtevät takaisin Suuresta Bangista.

Planck-satelliitti rakensi taivaan kaikki taivaan kartat yhdeksällä eri aallonpituudella valoa. [+] taajuudet, jotka ulottuvat 30 GHz: stä aina 857 GHz: iin: taajuudet, jotka voidaan havaita vain avaruudesta. Vaikka Linnunradan etualan piirteet ovat melko merkittäviä, Planckin tärkein tieteellinen tavoite oli analysoida taustavalo: kosminen mikroaaltotausta.

ESA ja Planck-yhteistyö

Hyödyntämällä havaintoja monilla eri aallonpituuksilla Planckin tutkijat tunnistivat useiden galaktisten etualojen syyn ja lähteen.

Linnunradan galaksin signaali, jonka Planck-satelliitti paljasti ensimmäisen vuoden aikana. [+] tiedonhavainnot. Planck on nyt 10-vuotias, ja sen ymmärtäminen, mitkä Planck-signaalin komponentit ovat galaktisia vs. ekstragalaktiset, on ensiarvoisen tärkeää, jotta saadaan oikea tieto universumistamme.

Linnunradan kaasu, pöly, tähdet ja muut luovat kiehtovia, mitattavia rakenteita.

Kosmisen mikroaaltotaustan vaihtelut, kuten Planck näkee. Ei ole todisteita mistään. [+] toistuvia rakenteita, ja vaikka etualan vähennyksen tarkkuudessa ja kattavuudessa onkin epävarmuutta, Planck-datan menestys muiden CMB-havaintojen, kuten COBE, Boomerang, WMAP, AFI ja muut, sovittamisessa ja korvaamisessa kertoo meille, että jos emme ole aivan oikealla radalla, olemme erittäin lähellä.

ESA ja Planck-yhteistyö

Vähentämällä kaikki etualat saadaan kosminen taustasignaali, jolla on pieniä lämpötilaeroja.

Tämä kartta on Linnunradan galaktisen magneettisen etualan. Muotoviivat osoittavat. [+] taivaan tasoon projisoidun magneettikentän suunta, kun taas valon / pimeyden alueet vastaavat galaksin täysin polarisoimattomia / täysin polarisoituneita alueita.

ESA ja Planck-yhteistyö

Mutta galaktinen etuala ei ole hyödytön, se on kartta itselleen.

Galaktisten etualan päästöjen taivaankartta, joka on päällekkäin polarisaation ja magneettikentän kanssa. [+] data. Tämä on ensimmäinen tarkka, korkean resoluution koko taivaan kartta galaksimme magneettikentän ja etualan rakenteista.

ESA ja Planck-yhteistyö

Nämä etualat polarisoivat kaiken taustavalon, mikä mahdollistaa galaksimme magneettikentän rekonstruoinnin.

Neutraalin vedyn (valkoiset viivat) kohdistaminen CMB: n polarisaatiotietoihin (gradientit). [+] on selittämätön yllätys, ellei ylimääräistä galaktista etualaa ole. Teoriassa vain ionisoidun vedyn tulisi olla linjassa polarisaatiotietojen kanssa. Tämä yllätys on yksi harvoista havainnoista, että Planckin tiedetiimi osoittaa jännitystä muilla mittauksilla, kuten Arecibosta otetuilla radiokynäsäteen tiedoilla.

Clark et ai., Physical Review Letters, osa 115, numero 24, id.241302 (2015)

Aivan yllättäen neutraali vety näyttää olevan linjassa CMB: n polarisaation kanssa.

Keltaisesta nähdessään kuuman kaasun silta (Planckin havaitsema) yhdistää galaksiryhmät Abell 399. [+] ja Abell 401. Planck-data yhdistettynä röntgentietoihin (punaisella) ja LOFAR-radiotietoihin (sinisellä) paljastaa relativististen elektronien sillan, joka yhdistää nämä kaksi klusteria 10 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Tämä on suurin universumissamme koskaan havaittu magneettikenttä, ja se osoittaa, kuinka onnistunut Planck voi olla magneettikenttien rekonstruoinnissa.

ESA / PLANCK -YHTEISTYÖ / STSCI / DSS (L) M.MURGIA / INAF, PERUSTUVAT F.GOVONI ET AL., 2019, TIETEET (R)

Nykyiset galaktisten (ja muiden) etualojen mallit yhdessä kosmisen mikroaaltotaustan kanssa. . [+] On joitain todisteita, jotka osoittavat, että vapaa vapaa sironta (vapaista elektroneista) on mallinnettu riittämättömästi, mutta muut havainnot osoittavat, että voimme olla paikalla. Tämä on pieni asia, mutta sitä ei ole ratkaistu lopullisesti.

ESA ja Planck-yhteistyö

Tutkijat arvioivat edelleen parhaan etualan mallintamisen menestystä.

Lähikuva yhdestä galaksimme monista alueista, ja pölyisimmät alueet näkyvät punaisella. . [+] tummanpunaiset alueet ovat paikkoja, joihin uusia tähtiä muodostuu, ja ääriviivat, jotka osoittavat galaksistamme rekonstruoidut magneettikentät, kuvaavat tähtien muodostavien alueiden vuorovaikutusta näiden kenttien kanssa.

ESA / Planck-yhteistyö. Kiitos: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS - Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, Ranska

Varmaa on, että pölyjyvät korreloivat näiden jättimäisten magneettisten rakenteiden kanssa.

Nopea tarkastelu galaksin lähennetyille alueille osoittaa, että magneettikentät eivät ole koherentteja ja. [+] yksisuuntainen Linnunradan mittakaavoilla, mutta pikemminkin vain yksittäisten tähtijoukkojen asteikoilla. Muutaman kymmenen valovuoden etäisyysasteikon ulkopuolella magneettikentät kääntyvät ja vaihtavat suuntaa, jota hallitsee paikallinen dynamiikka galaksin mittakaavassa.

ESA / Planck-yhteistyö. Kiitos: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS - Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, Ranska

Linkki tapahtuu tähtien muodostumisen kautta, joka tapahtuu näiden peiteltyjen alueiden sisällä.

Vaikka tällainen kuva saattaa muistuttaa sinua Van Goghin kuuluisasta Tähtisen yön maalauksesta, tämä. [+] ei kuvaa lainkaan ilmakehän turbulenssia, koska 100% tämän kuvan luomiseen käytetyistä tiedoista otettiin avaruudesta. Nämä viivat edustavat sen sijaan magneettikenttiä ja polarisaatiota, jotka valaisevat maailmankaikkeutta aivan eri tavalla.

ESA / Planck-yhteistyö. Kiitos: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS - Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, Ranska

Galaktiset magneettikentät vaikuttavat väistämättä ekstragalaktiseen valoon, mikä mahdollistaa näiden kauniiden karttojen rakentamisen.

Jopa siihen suuntaan, joka osoittaa suoraan pois galaktisesta keskustasta, Linnunradamme tasosta. [+] sisältää edelleen pölyisiä, tähtiä muodostavia alueita, luo edelleen oman magneettikentänsä ja polarisoi edelleen kaikki tämän avaruusalueen läpi kulkevat taustavalot. Ymmärtääksemme maailmankaikkeuden meidän on mallinnettava ja otettava huomioon kaikki yksittäiset komponentit onnistuneesti.

ESA / Planck-yhteistyö. Kiitos: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS - Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, Ranska


Outo mustan reiän käyttäytymisen selittäminen

Andrew Fox (avaruusteleskooppitutkimuslaitos), joka ei ollut mukana tutkimuksessa, sanoo, että tulokset eivät ole todella yllättäviä. "Galaktinen keskus on hyvin energinen alue, joka on täynnä erittäin ionisoituneita plasmoja", hän sanoo, "joten on järkevää, että magneettikentät hallitsevat muita painelähteitä."

Mutta Schmelzin mukaan astrofyysikoilla on taipumus välttää magneettikenttien vaikutusten sisällyttämistä, koska ne vaikeuttavat kuvaa. "Olemme nyt kohtaamassa tietoja, jotka ovat niin vakuuttavia, että emme vain voi sivuuttaa magneettikenttiä", hän sanoo.

Jos magneettikentät ohjaavat kaasuliikkeitä eikä vain painovoimaa, tämä voi selittää kaksi yllättävää tosiasiaa Linnunradan galaksimme ytimestä: uusien tähtien alhainen syntyvyys (huolimatta valtavien kaasumäärien läsnäolosta) ja galaksin heikko aktiivisuus keskellä musta aukko. Voimakkaat magneettikentät voivat sekä estää tähtien muodostumisen että estää aineen putoamisen mustaan ​​aukkoon.

Samaan aikaan Schmelz varoittaa, että magneettikentän voimakkuuden laskeminen polarisaatiotiedoista ei ole suoraviivaista. "Seuraava askel on tarkistaa, soveltuvatko tavanomaiset tekniikkamme tässä myrskyisässä ympäristössä", hän sanoo. "Toistaiseksi Zeeman-vaikutusten havaitseminen Linnunradan keskuksessa [spektriviivojen jakaminen voimakkaiden magneettikenttien läsnä ollessa] vertaa suotuisasti tuloksiin."


Onko olemassa voimakas galaktinen magneettikenttä? - Tähtitiede

Ehdotetaan vaihtoehtoista selitystä galaktisille loimille, jossa galaktien välinen magneettikenttä on vastuussa näistä rakenteista. Malli ennustaa, että magneettikentän on oltava tehokas, jotta suunta olisi paljon erilainen kuin galaktisen tason 45 ^ deg ^. Vaaditut kentänvoimakkuuden arvot galaktien välisessä väliaineessa ovat epävarmat, noin 10 ^ -8 ^ gauss, suosimalla suurempia arvoja. Kun havaittuja galakseja käytetään määrittämään loimistaan ​​vastuussa olevan magneettikentän suunnat, havaitaan havaittavissa oleva säännöllinen suuntaus. Galaktien välinen magneettikenttä 20 Mpc: n sisällä Linnunradasta osoittaa suuntaan b ^ II ^ = 28 ^ deg ^, l ^ II ^ 123 ^ deg ^. Itsenäisesti myös Linnunradan loimiä selittävä magneettikenttä on laskettu ja on lähellä kenttää, joka määritetään näytteen muista galakseista. Erityisesti se on hyvin lähellä kenttää M 31: ssä ja M 33: ssa, kun b ^ II ^ = 45 ^ deg ^ ja l ^ II ^ = 74 ^ ​​deg ^. Vaikka kukaan ei hyväksy magneettikentän loimimallia, tämä säännöllisyys on ristiriidassa muiden loimimallien kanssa.


Avainsanat

  • APA
  • Vakio
  • Harvard
  • Vancouver
  • Kirjoittaja
  • BIBTEX
  • RIS

Tutkimustuotos: Artikkelijulkaisu ›Artikkelit› vertaisarviointi

T1 - Uusi galaktisen magneettikentän malli

N2 - Esitetään uusi, paljon parannettu malli galaktisesta magneettikentästä (GMF). Käytämme WMAP7-galaktisen synkrotronipäästökarttaa ja yli 40 000 ekstragalaktista kiertotoimintoa rajoittaaksemme GMF-mallin parametreja, mikä on olennaisesti yleistetty aikaisempaan työhön verrattuna ja sisällyttää nyt tason ulkopuolisen komponentin (kuten ulkoisten galaksien havainnot ehdottavat ) ja viivoitetut-satunnaiset kentät (teoreettisten näkökohtien perusteella). Uusi malli tarjoaa huomattavasti paremman istuvuuden havaintoihin. Aikaisempien analyysien mukaisesti parhaiten sopivalla mallilla on levykenttä ja laajennettu halokenttä. Uusi analyysimme paljastaa GMF: n suuren, tason ulkopuolella olevan komponentin läsnäolon, minkä seurauksena reunan päällä olevan tarkkailijan näkemän galaksissamme polarisoidun synkrotronipäästöjen ennustetaan näyttävän kiehtovalta samanlaisilta kuin ulkoisissa reunalla reunavat galaksit. Löydämme todisteita siitä, että kosmisen säteen elektronitiheys on merkittävästi suurempi kuin GALPROP: n antama, tai että GMF: ssä on laajaa juovakomponenttia.

AB - Esitetään uusi, paljon parannettu malli galaktisesta magneettikentästä (GMF). Käytämme WMAP7-galaktisen synkrotronipäästökarttaa ja yli 40 000 ekstragalaktista kiertotoimintoa rajoittaaksemme GMF-mallin parametreja, mikä on olennaisesti yleistetty aikaisempaan työhön verrattuna ja sisällyttää nyt tason ulkopuolisen komponentin (kuten ulkoisten galaksien havainnot ehdottavat ) ja viivoitetut-satunnaiset kentät (teoreettisten näkökohtien perusteella). Uusi malli tarjoaa huomattavasti paremman istuvuuden havaintoihin. Aikaisempien analyysien mukaisesti parhaiten sopivalla mallilla on levykenttä ja laajennettu halokenttä. Uusi analyysimme paljastaa GMF: n suuren, tason ulkopuolella olevan komponentin läsnäolon, minkä seurauksena reunan päällä olevan tarkkailijan näkemän galaksissamme polarisoidun synkrotronipäästöjen ennustetaan näyttävän kiehtovalta samanlaisilta kuin ulkoisissa reunalla reunavat galaksit. Löydämme todisteita siitä, että kosmisen säteen elektronitiheys on merkittävästi suurempi kuin GALPROP: n antama, tai että GMF: ssä on laajaa juovakomponenttia.


Kustantajan huomautus Springer Nature pysyy puolueettomana julkaistujen karttojen ja institutionaalisten liittymien lainkäyttövalitusten suhteen.

Laajennetut tiedot Kuva 1 Kaavio pallomaisen klusterin eteen muodostuvasta iskusta.

Isku johtuu klusterin superfaltisesta liikkeestä galaktisen tuulen kehyksessä. Pallomainen klusteri (ei mittakaavassa) on katkoviiva, paksu musta viiva on iskun etuosa ja siniset viivat ovat magneettikentän viivoja. Alaindeksillä 1 merkityt määrät ovat kaasun nopeus, tiheys ja magneettikenttä ylävirran alueella, kun taas alaindeksillä 2 merkityt määrät ovat samat alavirran alueella. Klusterin kaasun tiheyttä merkitään nGC.


Onko olemassa voimakas galaktinen magneettikenttä? - Tähtitiede

Massiivisilla O-tyyppisillä tähdillä on hallitseva rooli maailmankaikkeudessamme, mutta monet niiden ominaisuuksista ovat edelleen huonosti rajoitettuja. Viimeisen vuosikymmenen aikana magneettikentät on havaittu erottavan Ofp-luokan kaikista galaktisista jäsenistä, mikä avaa oven kaikkien O-tyyppisten tähtien tuntemiseen. Tavoitteena laajentaa magneettisten massiivisten tähtien tutkimusta läheisiin galakseihin, ymmärtää paremmin metallisuuden merkitys niiden magneettikenttien ja magnetopallojen muodostumisessa ja laajentaa tietämystämme magneettikenttien roolista massiivisessa tähtien evoluutiossa, teimme viiden galaktisen Ofp-tähden ja parin tusinan naapuritähden spektropolarimetria. Pystyimme mittaamaan magneettikentät tyypillisillä virhepalkkeilla välillä 0,2 - 1,0 kG, näennäisestä suuruudesta ja sääolosuhteista riippuen. Mitään magneettikenttää ei havaittu tiukasti missään mittauksessamme, mutta pystyimme arvioimaan kohdetähtemme kenttäarvojen ylärajat. Yksi kohteistamme, 2dFS 936, osoitti odottamattomia päästölinjojen vahvistumista. Vahvistamme BI 57: n epätavallisen käyttäytymisen, jolla on 787 d: n jakso kahdella fotometrisellä piikillä ja yhdellä spektroskooppisella maksimilla. 2dFS 936: n emissiolinjojen havaittu vahvistuminen ja vahvan magneettikentän havaitsemisen puute tähdessä, jolla on niin voimakkaat emissioviivat, on vastoin odotuksia. Yhdessä BI 57: n epätavallisen ajoittaisen käyttäytymisen kanssa se on haaste Ofp-tähtien nykyisille malleille. Rajoitettu tarkkuus, jonka saimme kenttämittauksissamme (useimmissa tapauksissa huonon sään seurauksena), on johtanut kentänvoimakkuuden ylärajoihin, jotka ovat huomattavasti suurempia kuin tyypillisesti galaktisissa magneettisissa O-tähdissä mitatut. Muita tarkempia havaintoja ja seurantaa tarvitaan selvästi.


Galaktisen magneettikentän kosminen tiekartta paljastui

NASA: n tähtienvälisen raja-alueen tutkijan (IBEX) tutkijat, mukaan lukien tiimin johtaja New Hampshiren yliopistosta, raportoivat, että viimeaikaiset, riippumattomat mittaukset ovat vahvistaneet yhden operaation allekirjoitustuloksista - salaperäisen energian ja hiukkasten reunan reunalla aurinkokuntamme, joka näyttää olevan paikallisen tähtienvälisen magneettikentän suuntaava "tiekartta taivaalla".

Tähän asti tuntematon galaktisen magneettikentän suunta saattaa olla puuttuva avain ymmärtämään, kuinka tähtienvälinen magneettikenttä muotoilee heliosfääriä - aurinkokuntamme ympäröivää jättimäistä kuplaa - ja miten se auttaa siten suojaamaan meitä vaarallisilta saapuvilta galaktiset kosmiset säteet. "Käyttämällä erittäin korkean energian kosmisten säteiden mittauksia maailmanlaajuisesti, meillä on nyt täysin erilaiset keinot varmistaa, että IBEX: stä saamamme kentän suunnat ovat yhdenmukaiset", kertoo Nathan Schwadron, IBEX: n Science Operations Centerin johtava tutkija UNH: n tutkimuslaitos maapalloa, valtameriä ja avaruutta varten. Schwadron- ja IBEX-kollegat julkaisivat havainnot verkossa tänään Tiede.

Yhdenmukaisen paikallisen tähtienvälisen magneettikentän suunnan luomisella käyttämällä IBEX: n matalan energian neutraaleja atomeja ja galaktisia kosmisia säteitä kymmenen suuruusluokkaa korkeammalla energiatasolla on laaja-alaisia ​​vaikutuksia heliosfäärimme rakenteeseen ja se on tärkeä mittaus, joka on tehtävä yhdessä Voyager 1 -avaruusalus, joka on menossa heliosfäärimme ulkopuolelle.

"Käyttämämme kosmisen säteen tiedot edustavat suurinta havaittavaa energiasäteilyä ja ovat energia-alueen vastakkaisessa päässä IBEX: n mittauksiin verrattuna", Schwadron sanoo. "Se, että paljastetaan johdonmukainen kuva naapurustamme galaksissa, ja IBEX: n paljastama, antaa meille huomattavasti enemmän varmuutta siitä, että opimme oikein."

Kuinka galaksien magneettikentät järjestyvät ja ohjaavat galaktisia kosmisia säteitä, on ratkaiseva komponentti galaksimme ympäristön ymmärtämiselle, mikä puolestaan ​​vaikuttaa koko aurinkokuntamme ympäristöön ja omaan ympäristöön täällä maapallolla, mukaan lukien miten se vaikutti elämää planeetallamme.

Panee merkille David McComas, IBEX-tutkimuksen päätoimittaja Southwest Research Institute -operaatiossa ja Science Express -artikkelin kirjoittaja: "Löydämme kuinka tähtienvälinen magneettikenttä muotoilee, muodostaa ja muuttaa koko heliosfäärimme".

Tähän mennessä ainoat muut tämän monimutkaisen raja-alueen sydämestä kerätyt suorat tiedot ovat peräisin NASA: n Voyager-satelliiteista. Voyager 1 tuli heliosfäärin raja-alueelle vuonna 2004 ylittäen niin sanotun lopetusshokin, jossa aurinkotuuli hidastuu äkillisesti. Voyager 1: n uskotaan ylittäneen tähtienväliseen avaruuteen vuonna 2012.

Mielenkiintoista on, että kun tutkijat vertailivat IBEX- ja kosmisen säteen tietoja Voyager 1: n mittauksiin, Voyager 1 -tietojen avulla saadaan erilainen suunta magneettikentille aivan heliosfäärimme ulkopuolella.

Se on palapeli, mutta se ei välttämättä tarkoita sitä, että yksi tietojoukko on väärä ja toinen oikeassa. Voyager 1 tekee mittauksia suoraan keräämällä tietoja tiettynä ajankohtana ja paikassa, kun taas IBEX kerää tietoja keskiarvona suurilta etäisyyksiltä - joten on ristiriitaisuuksia. Hyvin ristiriitaa voidaan käyttää vihjeenä: ymmärrä, miksi näiden kahden mittauksen välillä on ero, ja saa uutta tietoa.

"Se on kiehtova aika", sanoo Schwadron. "Viisikymmentä vuotta sitten teimme ensimmäiset mittaukset aurinkotuulesta ja ymmärsimme maapallon avaruuden ulkopuolella olevan luonnon luonnetta. Nyt on avautumassa aivan uusi tieteen alue, kun yritämme ymmärtää fysiikkaa koko matkan. heliosfäärin ulkopuolella. "

Eberhard M & oumlbius, UNH: n aluksen IBEX-Lo-instrumentin johtava tutkija, on Tiede yhdessä kollegoiden kanssa instituutioista ympäri maata.


Tähtitieteilijät löytävät Magnetarin Galaktisesta keskuksesta

Taiteilijan vaikutelma PSR J1745-2900: sta, pulsarista, jolla on erittäin korkea magneettikenttä ("magnetar"), galaksimme keskuslähteen välittömässä läheisyydessä, supermassiivinen musta aukko, joka on noin 4 miljoonaa kertaa aurinkomme massa. Pulsarin mittaukset tarkoittavat, että mustan aukon ympärillä on vahva magneettikenttä. MPIfR / Ralph Eatough.

Kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä on löytänyt magneettikentän Linnunradan galaksin keskeltä.

Tähtitieteilijät ovat löytäneet magneetin Linnunradan keskeltä. Tällä pulssilla on erittäin voimakas magneettikenttä, ja tutkijat voivat tutkia galaksin sydämessä olevan mustan aukon suoraa läheisyyttä. Bonnissa sijaitsevan Max Planck Radio Astronomy -instituutin johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa mitannut magneettikentän voimakkuuden tämän keskeisen lähteen ympärillä ja pystynyt osoittamaan, että jälkimmäiseen syötetään magneettikenttiä. Nämä hallitsevat massan sisäänvirtausta mustaan ​​aukkoon, selittäen myös tämän painovoiman loukkuun tulevan röntgensäteilyn.

Löytäminen pulsarista, joka kiertää läheisesti ehdokas supermassiivisen mustan aukon Linnunradan keskellä (kutsutaan Jousimies A *: ksi tai lyhyesti Sgr A *: ksi), on ollut pulsar-tähtitieteilijöiden päätavoitteita viimeisten 20 vuoden aikana. Pulsareja, näitä äärimmäisen tarkkoja kosmisia kelloja, voitaisiin käyttää mittaamaan tämän objektin ympärillä olevaa tilaa ja aikaa, ja selvittämään, pystyykö Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian teoria kestämään tiukimmatkin testit.

Pian sen jälkeen, kun NASA: n Swift-teleskooppi ilmoitti räjähtävästä röntgensäteilylähteestä Galaktisen keskuksen suuntaan ja sen jälkeen, kun NASA: n NuSTAR-teleskooppi löysi 3,76 sekunnin ajan pulssit, aloitettiin radioseurantaohjelma. Effelsbergin radio-observatorio Max Planckin radioastronomiainstituutista (MPIfR).

Heti kun kuulimme säännöllisten pulssien löytämisestä NuSTAR-teleskoopilla, osoitimme Effelsberg 100 m: n astian Galaktisen keskuksen suuntaan ", kertoo Ralph Eatough MPIfR: n perustutkimuksen fysiikan tutkimusosastolta, tutkimuksen johtava kirjoittaja. ”Ensimmäisellä yrityksellämme pulsaria ei ollut selvästi näkyvissä, mutta jotkut pulsarit ovat itsepäinen ja vaativat muutaman havainnon havaitsemista. Toisen kerran, kun katselimme, pulsarista oli tullut hyvin aktiivinen radiokaistalla ja se oli erittäin kirkas. Tuskin voinut uskoa, että olisimme vihdoin havainneet pulsarin galaktisesta keskuksesta! " Koska tämä pulssi on niin erikoinen, tutkimusryhmä käytti paljon vaivaa osoittaakseen, että se oli todellinen kohde syvän avaruuden alueella eikä maan aiheuttamien ihmisen aiheuttamien radiohäiriöiden takia.

Lisähavainnot suoritettiin rinnakkain ja myöhemmin muiden radioteleskooppien kanssa ympäri maailmaa (Jodrell Bank, Very Large Array, Nançay). & # 8220Olimme liian innoissaan nukkumaan havaintojen välillä! Laskimme vuon tiheyksiä lauantaiaamuna kello 6, emmekä voineet uskoa, että tämä magneetti oli juuri kytkenyt niin kirkkaaseen. & # 8221 kertoo Evan Keane Jodrell Bankin observatoriosta. Muu yhteistyö toimi eri teleskoopeilla (Australia Telescope / ATCA, Parkes ja Green Bank Telescope). Shannonin ja amp Johnstonin tutkimustulos ATCA-tuloksista ilmestyy brittiläisen MNRAS-lehden tämän viikon numerossa.

”Effelsbergin radioteleskooppi rakennettiin siten, että se pystyi havaitsemaan Galaktisen keskuksen. Ja 40 vuotta myöhemmin se havaitsee ensimmäisen radiopulsarin siellä ”, kertoo Radboud Universiteit Nijmegenin professori Heino Falcke. ”Joskus meidän on oltava kärsivällisiä. Se oli työlästä työtä, mutta lopulta onnistuimme. ”

Äskettäin löydetty pulsari, nimeltään PSR J1745-2900, kuuluu tiettyyn pulsaarien alaryhmään, ns. Magnetareihin. Magnetarit ovat pulsareita, joilla on erittäin suuret magneettikentät, jotka ovat luokkaa 100 miljoonaa (108) Teslaa, noin 1000 kertaa voimakkaampia kuin tavallisten neutronitähtien magneettikentät tai 100 000 miljardia kertaa maapallon magneettikenttä. Näiden kohteiden päästöjen tiedetään myös olevan hyvin polarisoituneita. Ulkoisen magneettikentän aiheuttaman polarisaatiotason pyörimismittauksia (ns. Faraday-ilmiö) voidaan käyttää päätelemään magneettikentän voimakkuus näköyhteyttä pitkin pulsarille.

Magneettikentän voimakkuus galaksin keskellä olevan mustan aukon läheisyydessä on tärkeä ominaisuus. Musta aukko nielee vähitellen ympäristöään (pääasiassa kuumaa ionisoitua kaasua) kertymisprosessissa. Tämän putoavan kaasun aiheuttamat magneettikentät voivat vaikuttaa kertymävirtauksen rakenteeseen ja dynamiikkaan, mikä auttaa tai jopa estää prosessia. Uusi pulsari on mahdollistanut magneettikentän voimakkuuden mittaamisen keskellä olevaan mustaan ​​aukkoon kohdistuvan virtauksen alkaessa, mikä osoittaa, että siellä on todellakin laajamittainen ja voimakas magneettikenttä.

"Sgr A *: n ominaisuuksien ymmärtämiseksi meidän on ymmärrettävä kaasun kertyminen mustaan ​​aukkoon", sanoo Michael Kramer, MPIfR: n johtaja ja sen fysiikan tutkimusosaston johtaja. - Toistaiseksi kaasun magneettisuus, joka on tärkeä parametri kasvuvirtauksen rakenteen määrittämisessä, on kuitenkin tuntematon. Tutkimuksemme muuttaa tämän käyttämällä havaittua pulsaria magneettikentän voimakkuuden tutkimiseksi tämän kaasun kertymisvirtauksen alkaessa keskeiseen esineeseen. "

Jos tämä ionisoidun kaasun aiheuttama magneettikenttä kertyy alas tapahtumahorisonttiin, se voi myös selittää radion röntgensäteilyä kohti, joka liittyy pitkään itse mustaan ​​aukkoon. Myös mustan aukon erittäin voimakkaat magneettikentät voivat estää kertymisen, mikä selittää miksi Sgr A * näyttää olevan nälkää verrattuna supermassiivisiin mustiin aukkoihin muissa galakseissa.

Nyt on olemassa vakuuttavia todisteita siitä, että galaksissamme keskellä on erittäin massiivinen musta aukko. Garchingissa ja muualla sijaitsevan Max Planckin maanalaisen fysiikan instituutin tutkijat ovat mittaaneet sen massan hyvin tarkasti, mutta monia ominaisuuksia ei vielä ymmärretä. Magnetarin löytäminen sen välittömästä läheisyydestä auttaa selittämään joitain havaintoja. Magnetarit ovat harvinainen rotu pulsaripopulaatiossa (vain 4 /

2000 tähän mennessä tunnettua pulssia), mikä viittaa siihen, että galaktisessa keskuksessa saattaa olla todella suuri pulsaripopulaatio.

Miksi niitä ei ole havaittu aiemmissa pulsaritutkimuksissa, ei vielä ymmärretä. Uskottiin, että erittäin voimakas radioaaltojen sironta voi olla syy, mutta PSR J1745-2900: n löytäminen näyttää olevan vastoin tätä ajatusta. Sironta kohti galaktista keskusta voi olla monimutkaisempi ja hajanaisempi tai voi kasvaa lähemmäs keskellä olevaa mustaa aukkoa.

Valitettavasti äskettäin löydetty pulsari on edelleen liian kaukana mustasta aukosta tutkia aika-aikaa tarkasti, koska sen minimaalinen kiertoratajakso on

500 vuotta. Myös magnetarit ovat tunnetusti meluisia ja siten epätarkkoja kelloja. "Ihannetapauksessa haluaisimme löytää nopeammin pyörivät pulssit jopa lähempänä Sgr A *: ta, mikä mahdollistaisi tarkemman ajoituksen", Ralph Eatough sanoo. "Uusi pulsari on herättänyt huomattavasti toiveitamme tulevaisuuden mahdollisuudesta."


Katso video: Magneettikentät (Tammikuu 2022).