První pohled na magnetické pole Galaxie ve 3D (video)

13/05/2024 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 200 Zobrazení astronomie, Galaxie, hvězdy, mapa 3D, Mléčná dráha, věda

ESA Technologie TOP 10 Vesmír Všechny články

Díky novým sofistikovaným technikám a nejmodernějším zařízením vstoupila astronomie do nové éry, ve které lze konečně proniknout do hloubky oblohy. Složky našeho kosmického domova, Galaxii Mléčné dráhy, hvězdy, plyn, magnetická pole, lze konečně zmapovat ve 3D.

Prostor mezi hvězdami je špinavý. Je naplněn drobnými prachovými zrnky, z nichž většina má podobnou velikost jako kouř z cigarety. Zrna nejsou kulovitá a v důsledku toho má jejich dlouhá osa tendenci se vyrovnávat s místními galaktickými magnetickými poli. Tato prachová zrna také vyzařují polarizovanou energii ve stejných frekvencích jako kosmické mikrovlnné pozadí – „popel“ Velkého třesku, čímž kontaminují náš pohled na nejranější okamžiky života vesmíru.

Absorbují také část světla hvězd, které jimi prochází, podobně jako polaroidový filtr, čímž vtiskují informaci o magnetických polích, ve kterých žijí, na polarizaci vznikajícího světla. Polarizace je vlastnost světelných paprsků, která udává charakteristický směr, který mají, vždy kolmý na směr, kterým se světlo šíří prostorem. Magnetická pole jsou nesmírně důležitá pro evoluci naší Galaxie, regulují tvorbu nových hvězd, formují galaktické struktury a mění proudy plynu na kosmické urychlovače silnější než CERN.

Polarizace hvězdného světla je pak klíčem. Obsahuje informace o nejdůležitějších magnetických polích Galaxie a je to „prachová tkanina“, která nám může pomoci vyčistit náš pohled na raný vesmír. Jen kdybychom mohli dostatečně pozorovat a prostudovat ji do hloubky, abychom získali všechny informace, které nese.

Reliéfní vzor ukazuje strukturu magnetického pole a barva ukazuje množství prachu v jednom z mezihvězdných mračen Galaxie mapovaných ve 3 rozměrech. Bílé segmenty zobrazují hvězdy, které byly pozorovány, aby umožnily toto mapování.

*To je přesně rozsah průzkumu PASIPHAE, mezinárodní spolupráce mezi Astrofyzikální ústav FORTH (IA-FORTH) a Univerzita na Krétě v Řecku, IUCAA v Indii, Jihoafrická astronomická observatoř, Kalifornský technický institut ve Spojených státech amerických a Univerzita v Oslu v Norsku. PASIPHAE má za cíl změřit polarizaci milionů hvězd na velkých částech oblohy. A nyní můžeme poprvé nahlédnout do schopností tohoto ambiciózního úsilí.

Tým výzkumníků vedený Dr. Vincentem Pelgrimsem (minulým postdoktorandem PASIPHAE na IA-FORTH a nyní stipendistou Meziuniverzitnho institutu Marie Curie pro vysoké energie na ULB v Belgii) prokázal sílu dat a rekonstrukce PASIPHAE. Vědci změřili polarizaci více než 1500 hvězd na části oblohy téměř 15krát větší než je plocha Měsíce v úplňku, zkombinovali je se vzdálenostmi naměřenými pro každou hvězdu satelitem ESA Gaia a sofistikovaným algoritmem, který vyvinuli a zmapovali pomocí bezprecedentní rozlišení magnetických polí v tomto směru oblohy.

Prozkoumaná oblast na obloze. Vlevo: Celooblohová mapa polarizované záře vyzařované prachem, emise v nízkém rozlišení z družice Planck ESA. Tato emise je prachový závoj zakrývající náš pohled na raný vesmír. Uprostřed: Přiblížení mapy směrem k zkoumaným oblastem. Vpravo: Detailní pohled na zkoumanou oblast. Každý černý segment odpovídá naměřené polarizaci jedné hvězdy. Směr segmentů mapuje odpovídající směr magnetického pole v oblasti.

„Je to poprvé, co byl tak velký objem galaktického magnetického pole rekonstruován ve třech rozměrech s tak jemným rozlišením,“ říká nadšeně Dr. Pelgrims. „Našli jsme několik mračen prachu v této oblasti Galaxie a byli jsme schopni poprvé určit jejich vzdálenosti až tisíce světelných let, stejně jako jejich polarimetrické vlastnosti, což odhaluje magnetické pole, které těmito mraky prostupuje.“

Tým uvolňuje tuto první tomografickou mapu s vysokým rozlišením galaktického magnetického pole nad podstatnou oblastí oblohy, kterou dnes prezentuje v časopise Astronomy & Astrophysics.

„To představuje velký úspěch směrem k trojrozměrnému mapování Mléčné dráhy a jejího magnetického pole,“ říká prof. Vasiliki Pavlidou z Krétské univerzity a přidružené fakulty IA-FORTH a spoluautor publikace. „Struktura galaktického magnetického pole není v současné době dobře omezena. To brzdí pokrok v několika oblastech výzkumu, jako je studium kosmického záření s ultravysokou energií. Potenciál takového 3D mapování vést k průlomům ve všech oblastech spojených s Galaktické magnetické pole je významné,“ dodává prof. Pavlidou.

„V našem článku jsme pouze poškrábali povrch možností, které leží před námi,“ dodává Prof. Konstantinos Tassis, rovněž z Krétské univerzity a přidružené fakulty IA-FORTH, spoluautor publikace a hlavní řešitel projektu PASIPHAE. „Představte si takovou mapu, ale pro většinu částí oblohy! Tento 3D atlas magnetického pole Galaxie se během několika příštích let stane realitou s pomocí specializovaných přístrojů WALOPs, které začnou mapovat polarizaci hvězd v letos nebe.“

Video zobrazující získanou 3D mapu galaktického magnetického pole:

PASIPHAE je mezinárodní projekt podporovaný Evropskou radou pro výzkum Evropské unie, Nadací Stavrose Niarchose (SNF), Nadací Infosys, Národní vědeckou nadací ve Spojených státech a Národní výzkumnou nadací v Jižní Africe.

Článek byl upraven z tiskové zprávy Astrofyzikálního ústavu FORTH.

Napsat komentář