Astronomové odhalili masivní magnetické toroidy v halo Mléčné dráhy

Astrofyzikové objevili velké magnetické toroidy v halo Mléčné dráhy, které ovlivňují šíření kosmického záření a fyziku mezihvězdného prostoru. Jejich výzkum založený na rozsáhlých datech Faradayovy rotace odhaluje, že tyto toroidy se rozprostírají napříč Galaxií, což potvrzuje přítomnost významných toroidních magnetických polí.

Původ a vývoj kosmických magnetických polí je dlouhodobě nevyřešená otázka na hranici astronomického a astrofyzikálního výzkumu a byla vybrána jako jedna z klíčových oblastí výzkumu pro mnoho hlavních radioteleskopů světové třídy, včetně Square Kilometer Array (SKA), který je ve výstavbě. Určení rozsáhlých struktur magnetického pole v Mléčné dráze bylo po desetiletí velkou výzvou pro mnoho astronomů na světě.

Objev magnetických toroidů

V nové studii publikované v The Astrophysical Journal 10. května 2024 odhalili Jun Xu a profesor Jinlin Han z Národních astronomických observatoří Čínské akademie věd (NAOC) obrovské magnetické toroidy v halu Mléčné dráhy, které jsou zásadní pro šíření kosmického záření a zásadním způsobem omezují fyzikální procesy v mezihvězdném prostředí a původ kosmických magnetických polí.

Jinlin Han, přední vědec v této oblasti výzkumu, určil struktury magnetického pole podél spirálních ramen galaktického disku prostřednictvím dlouhodobého projektu měření polarizace pulsarů a jejich Faradayových efektů. V roce 1997 našel nápadnou antisymetrii Faradayových efektů zdrojů kosmického rádiového záření na obloze s ohledem na souřadnice naší Galaxie, která říká, že magnetická pole v halu Mléčné dráhy mají toroidní strukturu s obrácenými směry magnetického pole pod a nad galaktickou rovinou.

Výzvy v měření magnetických polí

Určit velikost těchto toroidů nebo sílu jejich magnetických polí však bylo pro astronomy po desetiletí těžkým úkolem. Měli podezření, že antisymetrie rozložení Faradayových jevů rádiových zdrojů na obloze může být produkována pouze mezihvězdným prostředím v blízkosti Slunce, protože pulsary a některé blízké objekty s rádiovou emisí, které jsou poměrně blízko Slunce, ukazují Faradayovy efekty v souladu s anti-symetrií. Klíčem je ukázat, zda magnetická pole v rozsáhlém galaktickém halu měla mimo blízkost Slunce takovou toroidní strukturu.

Inovativní výzkumné metody

V této studii profesor Han inovativně navrhl, že Faradayova rotace z mezihvězdného prostředí v blízkosti Slunce by mohla být spočítána měřením velkého počtu pulsarů, z nichž některá byla nedávno získána pomocí sférického radioteleskopu FAST o průměru 500 metrů, a pak by mohl být odečten příspěvek od měření pozadí kosmických zdrojů. Všechna data měření Faradayovy rotace za posledních 30 let shromáždil Jun Xu.

Prostřednictvím analýzy dat vědci zjistili, že antisymetrie měření Faradayovy rotace způsobená médiem v galaktickém halo existuje na celé obloze, od středu do anticentra naší Mléčné dráhy, což znamená, že toroidní magnetická pole takové podivné symetrie mají obrovskou velikost a nacházejí se v rozsahu od 6 000 světelných let do 50 000 světelných let od středu Mléčné dráhy.

Závěr a dopad

Tato studie významně pokročila v našem chápání fyziky Mléčné dráhy a představuje milník ve výzkumu kosmických magnetických polí.

Zdroj: https://scitechdaily.com/galactic-rings-of-power-astronomers-uncover-massive-magnetic-toroids-in-the-milky-way-halo/

autor: František Martinek