Учените откриват огромни магнитни тороиди в ореола на Млечния път

Ваня Милева Последна промяна на 17 май 2024 в 00:00 5420 0

Магнитните полета в халото на Млечния път имат тороидална структура, простираща се в радиус от 6000 светлинни години до 50 000 светлинни години от центъра на галактиката. Слънцето е на около 30 000 светлинни години.

Кредит NAOC

Магнитните полета в халото на Млечния път имат тороидална структура, простираща се в радиус от 6000 светлинни години до 50 000 светлинни години от центъра на галактиката. Слънцето е на около 30 000 светлинни години.

Произходът и еволюцията на космическите магнитни полета е нерешен досега въпрос на границата на астрономическите и астрофизичните изследвания и е избран като една от ключовите области на изследване за много големи радиотелескопи, включително SKA (Square Kilometer Array - система радиотелескопи в Австралия и ЮАР). Определянето на мащабните структури на магнитното поле в Млечния път не е лесно и много астрономи по света работят по този въпрос от десетилетия.

В ново проучване, публикувано в The Astrophysical Journal, д-р Сю Дзюн (Xu Jun) и проф. Хан Дзинлин (Han Jinlin) от Националните астрономически обсерватории на Китайската академия на науките (NAOC) разкриват огромни магнитни тороиди в ореола на Млечния път, които са базови за разпространението на космическите лъчи и осигуряват изключително ограничение върху физическите процеси в междузвездната среда и произхода на космическите магнитни полета.

Проф. Хан, водещ учен в тази изследователска област, е определил структурите на магнитното поле по спиралните ръкави на галактическия диск чрез дългосрочен проект за измерване на поляризацията на пулсарите и техните ефекти на Фарадей.

Ефектът на Фарадей

Ефектът на Фарадей е физичен магнито-оптичен ефект, при който се наблюдава въртене на равнината на поляризация при преминаването на линейно поляризирана светлина през вещество, намиращо се в магнитно поле. Ефектът се наблюдава в повечето оптично прозрачни диелектрични материали (включително течности) в присъствието на магнитно поле.

Ефектът се дължи на това, че ляво и дясно поляризираните светлинни вълни се разпространяват с различна скорост, което е причина за явлението двойно лъчепречупване. Тъй като всяка линейна поляризация може да се представи като суперпозиция от две компоненти с еднаква амплитуда, но противоположно ориентирани ляво-дясно с отместени фази, поради отместването се наблюдава т. нар. "въртене" на линейната поляризация.

Ефектът на Фарадей намира приложение при измервателните инструменти. Използва се за измерване на оптичната сила на въртене (ротор на Фарадей) и за дистанционно измерване на магнитни полета. Роторът на Фарадей е в основата на оптичния изолатор и оптичния циркулатор, необходими в оптичните комуникации и при други лазерни приложения.

През 1997 г. той открива поразителна антисиметрия на ефектите на Фарадей на космическите радиоизточници в небето по отношение на координатите на нашата галактика Млечен път, което показва, че магнитните полета в ореола на Млечния път имат тороидална структура на полето, с обърнати посоки на магнитното поле под и над галактическата равнина .

Тороид. Кредит: Wikimedia Commons

Тази антисиметрия може да възникне от тороидалната структура на магнитните полета в халото на Млечния път, което е външния дифузен облак от газ, прах и звезди, заобикалящ нашата галактика.

Но тези антисиметрични ефекти на радиоизточниците могат да бъдат генерирани и от междузвездния газ и прах, които заобикалят слънчевата система. Това се доказва от факта, че далечните пулсари и радиоизлъчващите обекти по-близо до слънчевата система също показват такава антисиметрия.

Това означава, че потвърждаването на подобната на поничка форма на магнитните полета във външния ореол на Млечния път и измерването на размера на тези полета ще трябва да отчете ефектите, генериращи антисиметрия, които възникват в резултат на магнитни полета извън Слънчевата система, но по-близо до Слънцето.

Дзинлин и колегите му си поставят за цел да определят дали наблюдаваните асиметрии на радиоизточника показват, че магнитните полета в галактическото хало все още имат тороидална форма, когато се извадят ефектите от междузвездната среда.

За да направи това, екипът изследва явление в междузвездната среда, наречено въртене на Фарадей, което включва ориентацията (или поляризацията) на радиовълните, променящи се в резултат на магнитен поток, използвайки измервания на пулсари от петстотинметровия сферичен радиотелескоп (FAST - Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope).

След като е измерен този ефект и влиянието му върху генерирането на антисиметрични източници на радиовълни бе количествено определено, то бе извадено от наблюденията на далечните космически радиоизточници.

Тази процедура разкри, че антисиметрията, причинена от магнитните полета в халото на Млечния път, съществува в цялото небе над Земята, простирайки се от центъра на нашата галактика до нейните покрайнини.

Това не само потвърди тороидалната форма на тези полета, но също така насочи изследователите към техния огромен размер, разкривайки радиус от 6000 светлинни години до 50 000 светлинни години от центъра на Млечния път.

Това изследване дава на хората ново разбиране за физиката на нашия Млечен път и е ориентир за изследванията на космическите магнитни полета.

Справка:  J. Xu et al, The Huge Magnetic Toroids in the Milky Way Halo, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad3a61

Scientists discover huge magnetic toroids in the Milky Way halo, Chen Na, Chinese Academy of Sciences

Milky Way's halo is filled with 'magnetic donuts' as wide as 100,000 light-years, Robert Lea, Space.com

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !