לשדות מגנטיים בהילה של שביל החלב יש מבנה טורואידי, המשתרע בטווח רדיוס של 6000 שנות אור עד 50,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה. השמש נמצאת ב-30,000 שנות אור בערך. קרדיט: NAOC
אסטרופיזיקאים גילו טורואידים מגנטיים גדולים באזור שביל החלבהילה של, המשפיעה על התפשטות הקרניים הקוסמיות ועל הפיזיקה של החלל הבין-כוכבי. המחקר שלהם, המבוסס על נתוני סיבוב נרחבים של פאראדיי, מגלה שטורואידים אלה משתרעים על פני הגלקסיה, ומאשר את נוכחותם של שדות מגנטיים טורואידים משמעותיים.
מקורם והתפתחותם של שדות מגנטיים קוסמיים היא שאלה בלתי פתורה ארוכת שנים על גבול המחקר של האסטרונומיה והאסטרופיזיקה, ונבחרה כאחד מתחומי החקירה המרכזיים של טלסקופי רדיו רבים ברמה עולמית, כולל מערך קילומטרים רבועים ( SKA) בבנייה. קביעת מבני השדה המגנטי בקנה מידה גדול בשביל החלב הייתה אתגר מרכזי עבור אסטרונומים רבים בעולם במשך עשרות שנים.
גילוי של טורואידים מגנטיים
במחקר חדש שפורסם ב ה כתב עת אסטרופיזי ב-10 במאי, ד"ר ג'ון שו ופרופ' ג'ינלין האן מהמצפה האסטרונומי הלאומי של האקדמיה הסינית למדעים (NAOC) חשפו טורואידים מגנטיים ענקיים בהילה של שביל החלב, שהם בסיסיים להתפשטות הקרניים הקוסמיות ומספקים חשיבות מכרעת. מגבלה על התהליכים הפיזיקליים בתווך הבין-כוכבי ומקורם של שדות מגנטיים קוסמיים.
פרופ' האן, מדען מוביל בתחום מחקר זה, קבע את מבני השדה המגנטי לאורך הזרועות הספירליות של הדיסק הגלקטי באמצעות פרויקט ארוך טווח של מדידת הקיטוב של פולסרים והשפעותיהם פאראדיי. ב-1997, הוא מצא אנטי-סימטריה בולטת של השפעות פאראדיי של מקורות רדיו קוסמיים בשמיים ביחס לקואורדינטות של גלקסיית שביל החלב שלנו, המספרת שלשדות המגנטיים בהילה של שביל החלב יש מבנה שדה טורואידי. , עם כיווני שדה מגנטי הפוכים מתחת ומעל למישור הגלקטי.
אתגרים במדידת שדות מגנטיים
עם זאת, לקבוע את גודלם של הטורואידים הללו או את עוצמת השדות המגנטיים שלהם הייתה משימה קשה עבור אסטרונומים במשך עשרות שנים. הם חשדו שהאנטי-סימטריה של התפלגות השמים של השפעות פאראדיי של מקורות רדיו יכולה להיות מופקת רק על ידי המדיום הבין-כוכבי בסביבת השמש מכיוון שפולסרים וכמה עצמים סמוכים לפליטת רדיו, שהם די קרובים לשמש, מראים. השפעות פאראדיי עולות בקנה אחד עם אנטי-סימטריה. המפתח הוא להראות אם לשדות מגנטיים בהילה הגלקטית העצומה היה מבנה טורואידי כזה מחוץ לקרבת השמש.
שיטות מחקר חדשניות
במחקר זה, פרופ' האן הציע באופן חדשני שניתן לספור את סיבוב פאראדיי מהמדיום הבין-כוכבי בקרבת השמש על ידי מדידות של מספר רב של פולסרים, שחלקם הושגו לאחרונה על ידי הכדור חמש מאות צמצם. רדיו טלסקופ (FAST) בעצמם, ולאחר מכן ניתן היה להפחית את התרומה ממדידות של מקורות קוסמיים ברקע. כל נתוני מדידת הסיבוב של פאראדיי ב-30 השנים האחרונות נאספו על ידי ד"ר שו.
באמצעות ניתוח נתונים, מדענים מצאו כי האנטי-סימטריה של מדידות סיבוב פאראדיי הנגרמות על ידי המדיום בהילה הגלקטית קיימת בכל השמים, מהמרכז ועד האנטי-מרכז של שביל החלב שלנו, מה שמרמז שהשדות המגנטיים הטורואידים לסימטריה מוזרה כזו יש גודל עצום, הקיים בטווח רדיוס שבין 6000 שנות אור ל-50,000 שנות אור ממרכז שביל החלב.
מסקנה והשפעה
מחקר זה קידם באופן משמעותי את הבנתנו את הפיזיקה של שביל החלב ומסמל אבן דרך במחקר על שדות מגנטיים קוסמיים.
