
Gökbilimciler, Planck ve Gaia tarafından elde edilen verileri kullanarak Yerel Balonun manyetik alanının haritasını çıkardılar. Burada balonun yüzeyindeki kısa pembe ve mor vektör çizgileri, keşfedilen manyetik alanın yönünü temsil ediyor. Kabarcık Samanyolu galaksisinin içinde oturuyor. Kredi: Theo O’Neill / Dünya Çapında Teleskop
Kozmik Süper Kabarcık’ın Manyetik Alanı İlk Kez 3 Boyutlu Olarak Çizildi
On yıllara cevap verebilecek, türünün ilk örneği bir harita Astrofizik Merkezi’ndeki astronomlar, yıldızların kökenleri ve kozmostaki manyetik alanların etkileri hakkındaki eski soruları ortaya çıkardı | Harvard & Smithsonian (CfA).
Harita, Güneşimizi çevreleyen uzayda 1.000 ışıkyılı genişliğinde dev bir oyuk olan Yerel Baloncuğun olası manyetik alan yapısını ortaya koyuyor. Bir parça İsviçre peyniri gibi, galaksimiz de bu sözde süper kabarcıklarla dolu. Devasa yıldızların patlayıcı süpernova ölümleri bu baloncukları patlatır ve bu süreçte, baloncukların dış yüzeylerinde yeni yıldızlar yapmak için yakıt olan gaz ve tozu yoğunlaştırır. Bu kalın yüzeyler buna göre sonraki yıldız ve gezegen oluşumu için zengin yerler olarak hizmet eder.
Bununla birlikte, bilim adamlarının süper-kabarcıklara ilişkin genel anlayışı eksiktir. Yeni 3B manyetik alan haritası ile araştırmacılar artık süper kabarcıkların evrimini, bunların yıldız oluşumu ve büyük galaksiler üzerindeki etkilerini daha iyi açıklayabilecek yeni bilgilere sahip.
“Yerel Balonun bu 3B haritasını bir araya getirmek, süper balonları yeni yollarla incelememize yardımcı olacak” diyor. Theo O’Neill, Virginia Üniversitesi’nde (UVA) lisans öğrencisiyken CfA’da NSF sponsorluğunda 10 haftalık bir yaz araştırma deneyimi sırasında harita yapımına öncülük etti.
“Uzay bunlarla dolu Aralık 2022’de UVA’dan astronomi-fizik ve istatistik derecesi ile mezun olan O’Neill, “yeni yıldızların ve gezegenlerin oluşumunu tetikleyen ve galaksilerin genel şekillerini etkileyen süper kabarcıklar” diye devam ediyor. “Bugün Güneş’in içinde yaşadığı Yerel Balonu hareket ettiren tam mekanik hakkında daha fazla bilgi edinerek, genel olarak süper baloncukların evrimi ve dinamikleri hakkında daha fazla bilgi edinebiliriz.”
O’Neill, meslektaşlarıyla birlikte şunları sundu: American Astronomical Society’nin Seattle, Washington’da 11 Ocak Çarşamba günü gerçekleştirdiği 241. yıllık toplantısında elde edilen bulgular. 3B etkileşimli şekiller ve araştırmanın ön baskısı şu anda Authorea‘da mevcuttur. Araştırma, CfA’da Harvard profesörü ve CfA astronomu Alyssa Goodman’ın danışmanlığında, Harvard doktora astronomi mezunu Catherine Zucker, Harvard doktora öğrencisi Jesse Han ve Roma’da manyetik alan uzmanı Juan Soler ile işbirliği içinde gerçekleştirildi.{4 }
Doktora tezini kozmik manyetik alanların önemi üzerine otuz yıl önce yazan Goodman, “Temel fizik açısından bakıldığında, manyetik alanların birçok astrofiziksel fenomende önemli roller oynaması gerektiğini uzun zamandır biliyoruz” diyor. “Fakat bu manyetik alanları incelemek herkesin bildiği gibi zor olmuştur. Zorluk, beni sürekli olarak manyetik alan çalışmasından uzaklaştırıyor, ancak sonra yeni gözlem araçları, hesaplama yöntemleri ve hevesli meslektaşlarım beni yeniden çalışmaya teşvik ediyor. küçük toz taneciklerinin hareketlerinden galaksi kümelerinin dinamiklerine kadar evrenin nasıl çalıştığının bir resmi.”
Yerel Baloncuk, içindeki süper balon olması nedeniyle astrofizikte sıcak bir konu olarak ortaya çıktı. Güneş ve Güneş Sistemimiz artık kendilerini buluyor.Sonra 2021’de, şimdi Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Zucker, Goodman, Viyana Üniversitesi’nden João Alves ve ekibi, Yerel Baloncuğun yüzeyinin yakındaki tüm genç yıldızların kaynağı olduğunu gösterdi.
Bu çalışmalar , yeni 3B manyetik alan haritasıyla birlikte, kısmen Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından başlatılan uzay tabanlı bir gözlemevi olan Gaia’dan alınan verilere dayanıyordu. Gaia, yıldızların konumlarını ve hareketlerini ölçerken, kozmik tozun konumunu anlamak için de kullanıldı, yerel yoğunluklarının grafiğini çizdi ve Yerel Baloncuğun yaklaşık sınırlarını gösterdi.
Bu veriler, O’Neill tarafından birleştirildi. ve başka bir ESA liderliğindeki uzay teleskopu olan Planck’tan gelen verilerle meslektaşları. 2009’dan 2013’e kadar tüm gökyüzünü tarayan Planck, öncelikle Büyük Patlama’nın kalıntı ışığını gözlemlemek için tasarlandı. Bu süreçte uzay aracı, gökyüzünün her yerinden gelen mikrodalga dalga boyundaki ışığın ölçümlerini derledi. Araştırmacılar, Yerel Baloncuğun manyetik alanının haritasını çıkarmaya yardımcı olmakla ilgili olarak Samanyolu’ndaki tozdan kaynaklanan emisyonun izini süren Planck gözlemlerinin bir bölümünü kullandılar.
İlgilenilen gözlemler özellikle polarize ışıktan oluşuyordu, yani bir ışıkta titreşen ışık. tercih edilen yön Bu polarizasyon, uzayda manyetik olarak hizalanmış toz parçacıkları tarafından üretilir. Tozun hizalanması, toz parçacıkları üzerinde etkili olan manyetik alanın yönüne işaret eder.
Manyetik alan çizgilerinin bu şekilde haritalanması, Planck verileri üzerinde çalışan araştırmacıların, manyetik alanın 2 boyutlu bir haritasını derlemesini sağladı. Dünya’dan görüldüğü gibi gökyüzüne yansıtılan alan. Araştırmacılar, bu haritayı üç uzamsal boyuta dönüştürmek veya “projesini bozmak” için iki temel varsayımda bulundu: Birincisi, gözlemlenen kutuplaşmayı üreten yıldızlararası tozun çoğunun Yerel Baloncuğun yüzeyinde olduğu. İkincisi, balon genişledikçe manyetik alanın balonun yüzeyine “sürüleceğini” öngören teoriler doğrudur.
Daha sonra O’Neill, 3B manyetik alanı oluşturmak için gereken karmaşık geometrik analizi gerçekleştirdi. yaz CfA stajı sırasında harita.
Goodman, araştırma ekibini Dünya’nın ilk haritalarından bazılarını oluşturan öncü harita yapımcılarına benzetiyor.
“Bu ilk 3D’yi oluşturmak için bazı büyük varsayımlarda bulunduk. manyetik alan haritası; kesinlikle mükemmel bir resim değil” diyor. “Teknoloji ve fiziksel anlayışımız geliştikçe, haritamızın doğruluğunu iyileştirebileceğiz ve umarız gördüklerimizi doğrulayabileceğiz.”
Ortaya çıkan manyetik sarmalların 3B görünümü, gezegenimizin manyetik alan yapısını temsil ediyor. alan gerçekten de balonun yüzeyine süpürüldüyse ve polarizasyonun çoğu orada üretildiyse.
Araştırma ekibi, ortaya çıkan haritayı Yerel Baloncuğun yüzeyi boyunca uzanan özelliklerle daha da karşılaştırdı. Örnekler arasında yıldız oluşumunun dev bir küresel bölgesi olan Per-Tau Kabuğu ve bir başka önemli yıldız doğumevi olan Orion moleküler bulut kompleksi yer alır. Gelecekteki çalışmalar, manyetik alanlar ile bunlar ve diğer yüzey özellikleri arasındaki ilişkileri inceleyecektir.
Goodman, “Bu haritayla, manyetik alanların süper kabarcıklardaki yıldız oluşumu üzerindeki etkilerini gerçekten araştırmaya başlayabiliriz” diyor. “Ve bu nedenle, bu alanların diğer birçok kozmik fenomeni nasıl etkilediğini daha iyi kavrayın.”
Manyetik alanlar yalnızca astrofiziksel ortamlarda yüklü parçacıkların hareketini ve yönünü etkilediğinden, Goodman bir eğilim olduğunu söylüyor tüm madde üzerinde etkili olan yerçekiminin oyundaki birincil güç olduğu simülasyonlar ve teoriler oluştururken alanların etkisini bir kenara bırakmak. Dahil edilmesini daha da caydırıcı kılan şey, manyetizmanın modellemek için son derece karmaşık bir güç olabilmesidir.
Manyetik alanların etkisinin bu ihmali, anlaşılabilir olsa da, genellikle evrendeki gaz hareketlerini kontrol eden önemli bir faktörü dışarıda bırakır. Bu hareketler, yıldızlar oluşurken üzerlerine akan gazı ve maddeyi bir gezegen oluşturan diskte toplarken onlardan yayılan güçlü jetlerle yıldızlardan uzaklaşan gazları içerir. Yıldızların oluştuğu düşük yoğunluklu ortamlarda manyetik alanların etkisi an be an çok küçük olsa bile, gazı toplamak ve onu yıldızlara dönüştürmek için gereken milyonlarca yıllık zaman ölçeği göz önüne alındığında, manyetik etkiler makul bir şekilde bir şeyler toplayabilir.
Goodman, O’Neill ve meslektaşları bunu öğrenmek için can atıyorlar.
“CfA’da bu araştırmayı yaparken ve yeni ve heyecan verici bir şey bir araya getirirken harika bir deneyim yaşadım. Bu 3D manyetik harita ile,” diyor O’Neill.glue, OpenSpace ve AAS WorldWide Telescope dahil olmak üzere yazılım paketleri, API benzeri arayüzler aracılığıyla birbirine bağlanır ve çok çeşitli açık veri kümelerine erişir Planck ve Gaia‘dan gelenler dahil. MilkyWay3D.org‘da bazı sonuçların sergileneceği Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’ndeki Hayden Planetaryum personeliyle ortak çalışmayı içeren 3B Samanyolu projesi hakkında daha fazla bilgi edinin. Authorea ön baskısında bu çalışmayı paylaşan 3B etkileşimli şekiller, plot.ly ve PyVista dahil olmak üzere ek ücretsiz yazılımlarla mümkün kılınmıştır.
Merkez Hakkında Astrofizik için | Harvard & Smithsonian
Astrofizik Merkezi | Harvard & Smithsonian, insanlığın evrenin doğası hakkında çözülmemiş en büyük sorularını sormak ve nihayetinde yanıtlamak için tasarlanmış, Harvard ve Smithsonian arasındaki bir işbirliğidir. Center for Astrophysics’in genel merkezi Cambridge, MA’dadır ve ABD’de ve dünya genelinde araştırma tesisleri vardır.
.
Leave a Reply