Samanyolu’nun manyetik alanını 3 boyutlu olarak haritalamak

Hepimiz Dünyanın manyetik alanı kavramına çok aşinayız. Uzaydaki çoğu nesnenin manyetik alana sahip olduğu ortaya çıktı ancak bunları ölçmek oldukça zor. Gökbilimciler, kendilerini manyetik alan çizgilerine hizalayan yıldızlararası toz taneciklerinden gelen polarize ışığı kullanarak Samanyolu’nun manyetik alanını ölçmek için ustaca bir yöntem geliştirdiler. Yeni bir araştırma bu haritalama sürecini başlattı ve dolunayın 15 katına eşdeğer bir alanı kaplayan bir alanın haritasını çıkardı.

Pek çok kişi okulda manyetik alanları ortaya çıkarmak için demir talaşları ve çubuk mıknatıslarla yapılan deneyleri hatırlayacaktır. Ancak Samanyolu’nun manyetik alanını yakalamak o kadar da kolay değil. Alanı ölçmenin yeni yöntemi, yıldızlar arasındaki boşluğa nüfuz eden küçük toz taneciklerine dayanıyor.

Toz tanecikleri duman taneciklerine benzer boyuttadır ancak küresel değildirler. Tıpkı bir teknenin kendisini akıntıya çevirmesi gibi, toz parçacıklarının uzun ekseni de yerel manyetik alanla aynı hizaya gelme eğilimindedir. Bunu yaparken kozmik arka plan radyasyonuyla aynı frekansta bir parıltı yayarlar ve gökbilimcilerin de üzerinde çalıştığı şey budur.

Parçacıklar sadece parlamakla kalmıyor, aynı zamanda tıpkı polarizasyon filtreleri gibi içlerinden geçen yıldız ışığını da emiyorlar. Işığın polarizasyonu, gökyüzünü karartmak ve yansımaları yönetmek için polarizasyon filtreleri kullanan fotoğrafçılara aşinadır. Polarizasyon olgusu ışığın yayılmasını ifade eder. Bir ortamda hareket ederken enerjiyi bir yerden başka bir yere taşır ancak yolda dalga benzeri özellikler gösterir.

Dalga doğası, içinden geçtikleri ortamın alternatif yer değiştirmelerinden oluşur (suda bir dalga hayal edin). Yer değiştirme her zaman seyahat yönü ile aynı değildir; bazen paralel, bazen de diktir. Polarizasyonda yer değiştirme yalnızca bir yönle sınırlıdır.

Yıldızlararası uzaydaki parçacıklarda, polarizasyon özellikleri manyetik alanı yakalar ve içlerinden geçen ışığı polarize ederek manyetik alanın ayrıntılarını ortaya çıkarır. Tıpkı Dünya’da olduğu gibi, manyetik alan çizgileri galaktik evrim için hayati öneme sahiptir. Yıldız oluşumunu düzenlerler, galaksinin yapısını şekillendirirler ve devasa galaktik nehirler gibi galaksi etrafındaki gaz akışını şekillendirir ve yönlendirirler.

Belçika’daki Üniversitelerarası Yüksek Enerjiler Enstitüsü’nden araştırmacılar, süreci başlatmak için yıldızlararası tozdaki polarizasyondan kaynaklanan manyetik alanı araştırmak için uluslararası bir işbirliği olan PASIPHAE araştırmasını kullandı. Gökyüzünde dolunayın 15 katından daha büyük olmayan bir alanı kaplayan 1.500’den fazla yıldızın polarizasyonunu ölçtüler.

Ekip daha sonra Gaia astrometri uydusundan gelen verileri ve yeni bir algoritmayı kullanarak galaksideki gökyüzünün o bölgesindeki manyetik alanları haritalandırdı. Çalışma yayınlanan dergide Astronomi ve Astrofizik.

Bu, herhangi bir büyük ölçekli projenin Samanyolu’nun çekim alanını haritalandırmaya çalıştığı ilk seferdir. Tam haritalamanın tamamlanması biraz zaman alacak, ancak tamamlandığında sadece galaksilerin manyetik alanına değil, aynı zamanda evrendeki galaksilerin evrimine de büyük bir bakış açısı sağlayacak.