Астрономы составили самую подробную карту магнитного поля Млечного Пути

Исследователи работали в Радиоастрофизической обсерватории Доминион (DRAO) рядом с канадским городом Пентиктон. Команда под руководством доцента Алекса Хилла использовала 15-метровый телескоп, чтобы составить первую широкополосную карту фарадеевского вращения. Это физическое явление помогает ученым отслеживать магнитные поля в космосе. Когда поляризованные радиоволны проходят через магнитное поле, они скручиваются. По характеру этого скручивания астрофизики определяют силу, структуру и направление полей вдоль луча зрения.

Новый набор данных назвали DRAGONS. Он входит в более масштабную международную инициативу GMIMS, цель которой — изучить магнитную среду всей Галактики. Руководила работой над картой бывший постдок университета Анна Ордог. Полученный массив информации охватывает поляризованное радиоизлучение в широком диапазоне частот. Это позволяет астрономам увидеть магнитные структуры, которые при использовании старых методов оставались невидимыми.

Исследование опирается на теоретическую идею, которую предложили еще в 1966 году. Уже тогда физики понимали, что наблюдение поляризованных волн на многих частотах поможет построить трехмерную модель магнитного поля Млечного Пути. Однако в то время необходимых технологий не существовало. Современные широкополосные телескопы сделали такие измерения возможными.

Инструмент, который использовали ученые, изначально построили как прототип антенны для SKA. Это огромный радиотелескоп, строительство которого сейчас идет в Южной Африке и Западной Австралии. 15-метровая тарелка в канадской обсерватории идеально подошла для обзора всего неба. Она способна быстро сканировать пространство и составила полную карту поляризованного неба Северного полушария всего за полгода. Близкое расположение телескопа к университету позволило привлечь к настройке оборудования и тестам студентов. Они анализировали первые полученные сигналы, разрабатывали алгоритмы для удаления помех от земной техники и проверяли качество данных.

Результаты работы опубликовали в журнале The Astrophysical Journal Supplement Series. Обзор показал, что более половины неба содержит сложные магнитные структуры, а не простые и однородные поля. Астроном Том Ландекер признался, что самым неожиданным для исследователей стал масштаб этой сложности. Новые данные позволяют заглянуть внутрь Галактики и увидеть, как именно упорядочены материя и поля.

Полученная карта работает как компас. Она показывает, как магнитное поле взаимодействует с пузырями газа от взрывов сверхновых, спиральными рукавами и другими частями Млечного Пути. Раньше наблюдать эти процессы с такой детализацией было невозможно. Алекс Хилл объясняет, что магнитные поля влияют на формирование звезд и эволюцию галактик. Десятилетиями наука могла измерять эти показатели только в усредненном и упрощенном виде. Теперь у астрофизиков есть точная информация, которая поможет лучше понять историю и устройство Вселенной.

На обложке телескоп DRAO. Источник: Luca Galler.