Μετρώντας μαγνητικά πεδία από απόσταση δισεκατομμυρίων ετών φωτός

Posted on 29/08/2017

0


Με την βοήθεια ενός γιγάντιου κοσμικού φακού οι αστρονόμοι μέτρησαν το μαγνητικό πεδίο ενός γαλαξία που βρίσκεται πέντε δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Το επίτευγμα αυτό μας αποκαλύπτει νέα και σημαντικά στοιχεία για την φύση και την προέλευση των μαγνητικών πεδίων που παίζουν βασικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο εξελίσσονται οι γαλαξίες με την πάροδο του χρόνου – ρίχνοντας φως σε ένα από τα θεμελιώδη προβλήματα της κοσμολογίας.

Γαλαξίες με μεγάλη μάζα προκαλούν έντονη καμπύλωση του χωροχρόνου γύρω τους, η οποία εκτρέπει το φως ή τα ραδιοκύματα που προέρχονται από τα μακρινά αντικείμενα. Το αποτέλεσμα είναι ένα είδος πολλαπλασιασμένου ουράνιου αντικατοπτρισμού. Αυτά τα μακρινά αντικείμενα παρατηρούνται σε μια ή περισσότερες θέσεις του ουράνιου θόλου, που όμως δεν είναι η πραγματική τους θέση.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν την συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων Karl G. Jansky Very Large Array (VLA)  για να μελετήσουν έναν γαλαξία που βρίσκεται ανάμεσα στην Γη κι σε ένα πολύ απομακρυσμένο κβάζαρ. Η βαρύτητα του γαλαξία παίζει τον ρόλο ενός γιγάντιου φακού που δημιουργεί δυο είδωλα του κβάζαρ, όταν αυτός παρατηρείται από τη Γη. Ένα σημαντικό στοιχείο είναι ότι τα ραδιοκύματα που εκπέμπονται από το κβάζαρ, που βρίσκεται περίπου 8 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, είναι πολωμένα.

Το γεγονός ότι τα πολωμένα κύματα που παράγουν τα δυο είδωλα του κβάζαρ διέρχονται από διαφορετικά μέρη του παρεμβαλλόμενου γαλαξία, μας επιτρέπει να μάθουμε μερικά σημαντικά στοιχεία σχετικά με το μαγνητικό πεδίο του γαλαξία.

Εικόνα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble του γαλαξία και των δυο ειδώλων που δημιουργούνται εξαιτίας του βαρυτικού φακού.

Τα μαγνητικά πεδία επηρεάζουν τα ραδιοκύματα που διέρχονται μέσα από αυτά. Η ανάλυση των εικόνων του VLA έδειξε μια σημαντική διαφορά μεταξύ των δυο ειδώλων στον τρόπο μεταβολής της πόλωσης των κυμάτων, εξαιτίας του φαινομένου του βαρυτικού φακού. Σύμφωνα με τους αστρονόμους αυτό δείχνει ότι οι διάφορες περιοχές του παρεμβαλλόμενου γαλαξία-φακού επηρέασαν με διαφορετικό τρόπο τα ραδιοκύματα.

Η διαφορές αυτές μας λένε ότι ο συγκεκριμένος γαλαξίας διαθέτει ένα μεγάλης κλίμακας συνεκτικό μαγνητικό πεδίο παρόμοιο με αυτό που διαπιστώνουμε στους κοντινούς γαλαξίες. Η ομοιότητα είναι τόσο στην ένταση του πεδίου όσο και στην μορφή των μαγνητικών δυναμικών γραμμών.

Δεδομένου ότι ο γαλαξίας αυτός υπάρχει εδώ και πέντε δισεκατομμύρια χρόνια, όταν το σύμπαν είχε τα δυο τρίτα της σημερινής του ηλικίας, αυτή η ανακάλυψη δίνει μια σημαντική ένδειξη για το πώς διαμορφώνονται τα μαγνητικά πεδία με το πέρασμα του χρόνου.

Τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης έρευνας υποστηρίζουν την ιδέα ότι τα μαγνητικά πεδία των γαλαξιών δημιουργούνται από το φαινόμενο περιστρεφόμενου μαγνητικού δυναμό, παρόμοιο με την διαδικασία που παράγει το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου. Ωστόσο, υπάρχουν κι άλλες διαδικασίες που μπορούν να παράγουν μαγνητικά πεδία. Για να προσδιορίσουμε ποια διαδικασία πραγματοποιείται πρέπει να πάμε ακόμα πιο πίσω στον χρόνο – να παρατηρήσουμε ακόμα πιο απομακρυσμένους γαλαξίες – και να κάνουμε παρόμοιες μετρήσεις.

Τα μαγνητικά πεδία παίζουν κεντρικό ρόλο στην φυσική του αραιού αερίου που καταλαμβάνει τον χώρο μεταξύ των άστρων ενός γαλαξία. Η κατανόηση του πως δημιουργούνται και αναπτύσσονται αυτά τα πεδία με την πάροδο του χρόνου μπορεί να προσφέρει στους αστρονόμους σημαντικά στοιχεία σχετικά με την εξέλιξη των ίδιων των γαλαξιών.

πηγή: https://public.nrao.edu/news/vla-reveals-magnetic-field/#PRimage1