이것은 은하수의 자기장입니다

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은하계에는 자체 자기장이 있습니다. 지구에 비해 매우 약합니다. 사실 수천 배나 더 약합니다. 그러나 천문학 자들은 별 형성, 우주 광선 및 수많은 다른 천체 물리적 과정에 대해 알려줄 수 있기 때문에 그것에 대해 더 많이 알고 싶어합니다.

호주 Curtin University의 천문학 자 팀과 CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)는 은하계 자기장을 연구하고 있으며, 은하계 자기장의 가장 포괄적 인 측정 카탈로그를 3D로 게시했습니다.

이 논문의 제목은“LOFAR을 사용한 펄서에 대한 저주파 패러데이 회전 측정 : 3D 은하 후광 자기장 조사”입니다. 이 책은 2019 년 4 월 왕립 천문 학회 월간 고지에 발표되었습니다. 주저자는 Curtin University의 대학교 부교수 인 Charlotte Sobey 박사입니다. 이 팀에는 캐나다, 유럽 및 남아프리카의 과학자들이 포함됩니다.

이 팀은 LOFAR 또는 유럽 무선 망원경 인 Low-Frequency Array와 협력했습니다. LOFAR는 250MHz 미만의 무선 주파수에서 작동하며 네덜란드의 핵심을 갖춘 유럽의 1500km 지역에 많은 안테나가 퍼져 있습니다.

이 팀은 자기장 강도와 펄서 방향에 대해 가장 큰 카탈로그를 조립했습니다. 그 데이터를 손에 들고 나선 팔이있는 은하계에서 멀어 질수록 은하계의 전계 강도를 추정 할 수있었습니다.

보도 자료에서 Sobey는“저희는 펄서를 사용하여 3D로 Galaxy의 자기장을 효율적으로 조사했습니다. 펄서 (Pulsar)는 은하계 전체에 분포되어 있으며, 은하계의 개재물은 전파 방출에 영향을줍니다.

펄서와 우리 사이의 자유 전자와 우리 은하의 자기장은 펄서에서 방출되는 전파에 영향을 미칩니다. 그녀는 Sobey 박사와의 이메일 인터뷰에서“펄서의 신호를 연구하기 위해 이러한 효과를 수정해야하지만 다른 방법으로는 얻을 수없는 Galaxy에 대한 정보를 제공하는 데 실제로 유용합니다.”라고 말했습니다.

펄서의 전파가 은하계를 통과함에 따라, 자유 전자의 개입으로 인해 분산 (dispersion)이라는 영향을받습니다. 이것은 고주파 전파가 저주파보다 빨리 도착한다는 것을 의미합니다. LOFAR의 데이터를 통해 천문학자는이 차이를 "분산 측정"또는 DM이라고 측정 할 수 있습니다. DM은 천문학 자에게 우리와 펄서 사이에 얼마나 많은 자유 전자가 있는지 알려줍니다. DM이 높으면 펄서가 더 멀거나 성간 매체가 더 밀도가 높다는 것을 의미합니다.

그것은 은하수의 자기장을 측정하는 요소 중 하나 일뿐입니다. 다른 하나는 전자 밀도와 성간 매체의 자기장을 포함합니다.

펄서 방출은 종종 편광되며, 편광 된 빛이 자기장을 갖는 플라즈마를 통과 할 때, 회전 평면이 회전한다. 이를 패러데이 회전 또는 패러데이 효과라고합니다. 전파 망원경은 이러한 회전을 측정 할 수 있으며이를 패러데이 회전 측정 (RM)이라고합니다. Sobey 박사에 따르면,“이것은 자유 전자의 수와 가시 선과 평행 한 자기장의 강도 및 순 방향을 알려줍니다. 절대 RM이 클수록 거리가 멀거나 은하계를 향하여 더 많은 전자 및 / 또는 더 큰 전계 강도를 의미합니다.”

그 데이터를 가지고 연구자들은 회전 측정 값을 분산 측정 값으로 나누어 카탈로그의 각 펄서에 대한 은하수의 평균 자기장 강도를 추정했다. 그것이 그들이지도를 만든 방식입니다. 각 단일 펄서 측정은 맵에서 한 지점입니다. Sobey 박사가 Space Magazine에 말했듯이,“거리 측정 또는 추정값이있는 다수의 펄서에 대한 이러한 측정 값을 획득하면 우리는 3 차원에서 은하 전자 밀도 및 자기장 구조의 맵을 재구성 할 수 있습니다.”

그렇다면 우리 은하의 자성 구조를 3D로 표현하는 것이 무엇을 하는가?

은하의 자기장은 다른 강도와 거리에 따라 모든 종류의 천체 물리학 적 과정에 영향을 미칩니다.

자기장은 우주 광선이 따르는 경로를 형성합니다. 따라서 천문학 자들이 활성 은하 핵 (AGN)과 같은 먼 우주의 광선을 연구 할 때 자기장의 강도를 알면 연구 대상을 이해하는 데 도움이됩니다.

은하의 자기장은 또한 별 형성에 중요한 역할을합니다. 효과가 완전히 이해되지는 않았지만 자기장의 강도는 분자 구름에 영향을 줄 수 있습니다. Sobey는 UT에“작은 규모 (파섹 단위)에서, 자기장은 별 형성에 중요한 역할을하며, 분자 구름에서 너무 약하거나 강한 장은 구름이 별 계로 붕괴되는 것을 방해 할 수있다”고 말했다.

이 새로운 카탈로그는 북부 하늘에서 137 개의 펄서 관측을 기반으로합니다. 저자들은 그들의 카탈로그가“기존 RM 측정의 정확도를 평균 20 배 향상시킨다”고 말했다.“전체적으로, 우리의 초기 저주파 카탈로그는 은하 자기장의 3D 구조에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.”

그러나 Sobey 박사는 아직 은하수의 자기장 강도 매핑을 마치지 않았습니다. 그녀는 현재 호주의 Murchison Widefield Array를 사용하여 남쪽 하늘의 자기장을 매핑하고 있습니다. 그리고이 두 가지 노력 모두 더 나은 결과를 이끌어 내고 있습니다.

세계 최대의 전파 망원경은 현재 계획 단계에 있습니다. 이를 SKA (Square Kilometer Array)라고하며 호주와 남아프리카에 구축 될 예정입니다. 수신 스테이션은 중앙 코어에서 3,000km (1900 마일)까지 연장됩니다. 수신기 사이의 크기와 거리는 모든 천문학에서 최고 해상도의 이미지를 제공합니다.

CSIRO 블로그 게시물에서 Sobey 박사는“앞으로 저의 연구는 현재 계획 단계의 마지막 단계에 들어가고있는 SKA 망원경으로 과학을 개발하는 데 중점을 둘 것입니다. SKA 과학의 장기 목표 중 하나는 우리의 은하 구조, 특히 자기장이 있기 때문에 어려운 은하계 구조에 대한 상세한지도를 생성하는 것을 포함하여 우리 은하계에 대한 이해를 혁신하는 것입니다.”

은하계의 자기장은 숨을 곳이 없습니다.