Gwiazdy rzucają światło na magnetyczne tajemnice Drogi Mlecznej
Droga Mleczna to płaską galaktyka spiralna składająca się z kilkuset miliardów gwiazd. Pomiędzy nimi znajdują się olbrzymie obłoki gazu, z których powstają gwiazdy. Obłoki gazu i same gwiazdy zbudowane są ze zjonizowanej materii (tj. atomów o ładunku dodatnim lub ujemnym). Dzięki temu Droga Mleczna ma pole magnetyczne, które odgrywa kluczową rolę w takich procesach jak formowanie się gwiazd. „W przestrzeni kosmicznej pole magnetyczne zakrzywia się i przyciąga zjonizowaną materię jak gumowa taśma”, mówi koordynatorka projektu MAGALOPS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Marijke Haverkorn(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Uniwersytetu Radboud(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Holandii. „Może to na przykład opóźnić moment, w którym chmura gazu zapadnie się w gwiazdę”.
Detekcja galaktycznego pola magnetycznego
Jedna z głównych trudności dotyczy tego, że astronomowie nie mogą zobaczyć tego galaktycznego pola magnetycznego. Jednym ze sposobów na wykrywanie pól magnetycznych może być pomiar ich wpływu na światło, a w szczególności na spolaryzowane światło gwiazd. „O ile fale w wodzie poruszają się tylko w górę i w dół, to fale świetlne w zasadzie mogą poruszać się w wielu kierunkach”, wyjaśnia Haverkorn. „Większość fal świetlnych porusza się we wszystkich tych kierunkach, natomiast światło spolaryzowane porusza się tylko w jednym kierunku”. Jednym z efektów pól magnetycznych jest to, że mogą one powodować polaryzację światła gwiazd. Mierząc je, możemy oszacować, że istnieje pole magnetyczne o określonym kierunku. Taki był cel projektu MAGALOPS, wspieranego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Zespół wykorzystał specjalne optyczne obserwacje polarymetryczne, których uzupełnienie stanowiły dane dostarczone przez misję Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zawierające odległości do gwiazd.
Pomiar gwiezdnego światła spolaryzowanego
Projekt obejmował dwa główne elementy. Najpierw przetworzono dostępne dane dotyczące polaryzacji, aby spróbować uzyskać trójwymiarowy obraz galaktycznego pola magnetycznego. „Udowodniliśmy skuteczność nowej metody, która przekształca pomiary polaryzacji w informacje o położeniu chmur gazu i kierunku pól magnetycznych”, dodaje Haverkorn. Zespół starał się również określić natężenia pól magnetycznych i zidentyfikować rodzaje obserwacji potrzebnych do dokładnego ich obliczenia. Druga część projektu dotyczyła modelowania. „Jest wiele różnych rodzajów obserwacji pośrednich”, zauważa Haverkorn. „Należą do nich obserwacje radiowe obłoków gazowych i pomiary optyczne gwiazd. Żadna z nich nie pozwala jednak samodzielnie określić, jakie jest pole magnetyczne”. W ramach projektu przygotowano zatem modele pozwalające na łączenie różnych źródeł informacji. Na ich potrzeby opracowano oprogramowanie w ramach międzynarodowego projektu IMAGINE(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Prace te wciąż trwają”, mówi Haverkorn.
Nasza galaktyka i inne części wszechświata
Haverkorn wyraża przekonanie, że projekt MAGALOPS stworzył solidne podstawy przyszłej współpracy międzynarodowej. Zespół współpracuje z brazylijskimi, szwedzkimi i japońskimi partnerami w celu badania światła spolaryzowanego dobiegającego z milionów gwiazd. „Teraz wiemy, jak interpretować i analizować te dane”, tłumaczy. „Wiemy, że możliwe jest stworzenie trójwymiarowej mapy galaktycznego pola magnetycznego”. Prace te przyczynią do lepszego zrozumienia naszej galaktyki. „Pole magnetyczne jest tak aktywnym i dynamicznym składnikiem”, zauważa Haverkorn. „Te dane są niezbędne do stworzenia modeli formowania się gwiazd, dzięki którym możemy wyjaśnić, dlaczego nasza gwiaździsta noc wygląda tak a nie inaczej”. Znaczenie badania doceniają także astronomowie badający obszary poza naszą galaktyką. „Galaktyczne pole magnetyczne utrudnia im obserwacje”, dodaje Haverkorn. „Wiedząc, jak wygląda to pole magnetyczne, mogą odjąć je od swoich danych, aby dostrzec dalsze regiony wszechświata”.
