Astronomen hebben enorme magnetische toroïden ontdekt in de halo van de Melkweg

Astrofysici hebben grote magnetische toroïden ontdekt in… MelkwegCorona, die de voortplanting van kosmische straling en de fysica van de interstellaire ruimte beïnvloedt. Uit hun onderzoek, gebaseerd op uitgebreide Faraday-rotatiegegevens, blijkt dat deze toroïden zich over het heelal uitstrekken, wat de aanwezigheid van grote toroïdale magnetische velden bevestigt.

De oorsprong en evolutie van kosmische magnetische velden is een al lang bestaand onopgelost vraagstuk aan de grenzen van astronomie- en astrofysica-onderzoek, en is gekozen als een van de belangrijkste onderzoeksgebieden voor verschillende grote radiotelescopen van wereldklasse, waaronder de Square Kilometre Array. SKA) is in aanbouw. Het identificeren van grootschalige magnetische veldstructuren in de Melkweg is al tientallen jaren een grote uitdaging voor veel astronomen in de wereld.

Ontdekking van magnetische toroïden

Uit een nieuwe studie gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift Op 10 mei onthulden dr. Jun Xu en professor Jinlin Han van de National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) massieve magnetische toroïden in de halo van de Melkweg, die van fundamenteel belang zijn voor de voortplanting van kosmische straling en cruciale beperkingen opleveren voor de verspreiding van kosmische straling. fysieke processen in het interstellaire medium en hun oorsprong.

Professor Hahn, een vooraanstaand wetenschapper op dit onderzoeksgebied, was in staat magnetische veldstructuren langs de spiraalarmen van de galactische schijf te identificeren via een langetermijnproject om de polarisatie van pulsars en Faraday-effecten te meten. In 1997 vond hij een opvallende anti-Faraday-symmetrie voor kosmische radiobronnen aan de hemel met betrekking tot de coördinaten van ons Melkwegstelsel, wat suggereert dat de magnetische velden in de halo van de Melkweg een torusvormige veldstructuur hebben, met omgekeerde magnetische veldrichtingen. onder en boven het galactische vlak.

Uitdagingen bij het meten van magnetische velden

Het bepalen van de grootte van deze ringen of de sterkte van hun magnetische velden is echter al tientallen jaren een lastige opgave voor astronomen. Ze vermoedden dat de asymmetrie in de hemelverdeling van Faraday-effecten van radiobronnen alleen veroorzaakt kon worden door het interstellaire medium in de buurt van de zon, omdat pulsars en sommige radio-emitterende NEO’s, die zich heel dicht bij de zon bevinden, Faraday-effecten consistent laten zien. met de asymmetrie. De sleutel is om aan te tonen of magnetische velden in de enorme galactische corona zo’n toroïdale structuur hebben buiten de omtrek van de zon.

Innovatieve onderzoeksmethoden

In deze studie heeft professor Hahn op innovatieve wijze voorgesteld dat de Faraday-rotatie van het interstellaire medium in de buurt van de zon kan worden berekend op basis van metingen van een behoorlijk aantal pulsars, waarvan sommige onlangs zijn verkregen door de Five-Hundred Aperture Spherical Radio Telescope. FAST) alleen, kan de bijdrage vervolgens worden afgetrokken van metingen van de kosmische achtergrond van de bronnen. Alle Faraday-rotatiemeetgegevens van de afgelopen 30 jaar zijn verzameld door Dr. Shaw.

Door de gegevens te analyseren ontdekten wetenschappers dat de asymmetrie in metingen van de rotatie van Faraday als gevolg van het medium in de galactische halo aanwezig is in de hele hemel, van het centrum tot het anticentrum van ons Melkwegstelsel, wat betekent dat toroïdale magnetische velden zoals Deze vreemde symmetrie heeft een enorme omvang en bestaat binnen een straal van 6.000 lichtjaar tot 50.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg.

Conclusie en impact

Deze studie heeft ons begrip van de fysica van de Melkweg enorm vergroot en vertegenwoordigt een mijlpaal in het onderzoek naar kosmische magnetische velden.

Referentie: “Massieve magnetische ringen in de halo van de Melkweg” door J. Shaw en JL Han, 10 mei 2024, Astrofysisch tijdschrift.
doi: 10.3847/1538-4357/ad3a61