A Via Láctea tem seu próprio campo magnético. É extremamente fraco em comparação com o da Terra; milhares de vezes mais fraco, de fato. Mas os astrônomos querem saber mais sobre isso por causa do que isso pode nos dizer sobre formação de estrelas, raios cósmicos e uma série de outros processos astrofísicos.
Uma equipe de astrônomos da Curtin University, na Austrália, e a CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) estudam o campo magnético da Via Láctea e publicaram o catálogo mais abrangente de medidas do campo magnético da Via Láctea em 3D.
O artigo é intitulado "A rotação de Faraday de baixa frequência mede em direção a pulsares usando LOFAR: sondando o campo magnético do halo galáctico 3D". Foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em abril de 2019. A autora principal é a Dra. Charlotte Sobey, associada universitária da Curtin University. A equipe inclui cientistas do Canadá, Europa e África do Sul.
A equipe trabalhou com o LOFAR, ou o Low-Frequency Array, um radiotelescópio europeu. O LOFAR trabalha em frequências de rádio abaixo de 250 MHz e consiste em muitas antenas espalhadas por uma área de 1500 km na Europa, com seu núcleo na Holanda.
A equipe reuniu o maior catálogo até hoje de forças e direções do campo magnético em direção aos pulsares. Com esses dados em mãos, eles foram capazes de estimar a força de campo decrescente da Via Láctea com a distância do plano da galáxia, onde estão os braços em espiral.
Em um comunicado à imprensa, o autor principal Sobey disse: “Usamos pulsares para sondar com eficiência o campo magnético da galáxia em 3D. Os pulsares estão distribuídos por toda a Via Láctea, e o material intermediário na galáxia afeta sua emissão de ondas de rádio. ”
Elétrons livres e o campo magnético em nossa galáxia entre o pulsar e nós afetam as ondas de rádio emitidas pelos pulsares. Em uma entrevista por e-mail com a Dra. Sobey, ela nos disse: "Embora esses efeitos precisem ser corrigidos para estudar os sinais dos pulsares, eles são realmente úteis para fornecer informações sobre a nossa galáxia que não seriam possíveis de obter de outra maneira".
À medida que as ondas de rádio do pulsar viajam pela galáxia, elas são sujeitas a um efeito chamado dispersão, devido à interferência de elétrons livres. Isso significa que ondas de rádio de alta frequência chegam mais cedo que ondas de baixa frequência. Os dados do LOFAR permitem que os astrônomos medam essa diferença, chamada de "medida de dispersão" ou DM. DM diz aos astrônomos quantos elétrons livres existem entre nós e o pulsar. Se o DM for maior, significa que o pulsar está mais distante ou o meio interestelar é mais denso.
Esse é apenas um dos fatores na medição do campo magnético da Via Láctea. O outro envolve a densidade eletrônica e o campo magnético do meio interestelar.
As emissões pulsares geralmente são polarizadas e, quando a luz polarizada viaja através de um plasma com um campo magnético, o plano de rotação gira. Isso se chama Rotação de Faraday ou Efeito Faraday. Os radiotelescópios podem medir essa rotação, e isso é chamado de medida de rotação de Faraday (RM). Segundo o Dr. Sobey, “Isso nos diz o número de elétrons livres e a força do campo magnético paralelo à linha de visão, bem como a direção líquida. Quanto maior o RM absoluto significa mais elétrons e / ou maiores forças de campo, devido a distâncias maiores ou em direção ao plano da galáxia. ”
Com esses dados em mãos, os pesquisadores estimaram a força média do campo magnético da Via Láctea em relação a cada pulsar do catálogo, dividindo a Medida de Rotação pela Medida de Dispersão. E foi assim que eles criaram o mapa. Cada medição pulsar única é um ponto no mapa. Como Dr. Sobey disse à Space Magazine, "a obtenção dessas medições para um grande número de pulsares (que têm medições ou estimativas de distância) nos permite reconstruir um mapa da estrutura da densidade de elétrons galácticos e do campo magnético em 3-D".
Então, de que adianta ter um mapa da estrutura magnética da Via Láctea em 3D?
O campo magnético da galáxia afeta todos os tipos de processos astrofísicos em diferentes escalas de força e distância.
O campo magnético molda o caminho que os raios cósmicos seguem. Portanto, quando os astrônomos estudam uma fonte distante de raios cósmicos, como um núcleo galáctico ativo (AGN), conhecer a força do campo magnético pode ajudá-los a entender seu objeto de estudo.
O campo magnético da galáxia também desempenha um papel na formação de estrelas. Embora o efeito não seja totalmente compreendido, a força de um campo magnético pode afetar nuvens moleculares. Sobey disse à UT: "Em escalas menores (da ordem dos parsecs), os campos magnéticos desempenham um papel na formação de estrelas, com um campo muito fraco ou forte em uma nuvem molecular, possivelmente inibindo o colapso de uma nuvem em um sistema estelar".
Este novo catálogo é baseado em observações de 137 pulsares no céu do norte. Os autores dizem que seu catálogo "melhora em média a precisão das medições de RM existentes em um fator de 20 ..." Eles também dizem "No geral, nosso catálogo inicial de baixa frequência fornece informações valiosas sobre a estrutura 3D do campo magnético galáctico".
Mas o Dr. Sobey ainda não terminou de mapear a força do campo magnético da Via Láctea. Agora, ela está usando o Murchison Widefield Array da Austrália para mapear o campo magnético no céu do sul. E esses dois esforços de mapeamento estão levando a algo melhor.
O maior radiotelescópio do mundo está agora em fase de planejamento. É chamado de Square Kilometer Array (SKA) e será construído na Austrália e na África do Sul. Suas estações receptoras se estenderão a 3.000 quilômetros (1900 milhas) de seu núcleo central. Seu tamanho enorme e a distância entre os receptores nos fornecerão as imagens de mais alta resolução em toda a astronomia.
Em uma postagem no blog da CSIRO, o Dr. Sobey disse: “Meu trabalho no futuro se concentrará em desenvolver a ciência com o telescópio SKA, que atualmente está entrando nos estágios finais da fase de planejamento. Um objetivo de longo prazo para a ciência SKA é revolucionar nossa compreensão de nossa galáxia, incluindo a produção de um mapa detalhado da estrutura de nossa galáxia (o que é difícil porque estamos localizados dentro dela!), Particularmente seu campo magnético ".
O campo magnético da Via Láctea não terá onde se esconder.
Mais:
- Press Release: Mapeando o campo magnético da nossa galáxia
- Trabalho de pesquisa: Medidas de rotação de Faraday de baixa frequência para pulsares usando LOFAR: sondando o campo magnético do halo galáctico 3D
- Mapa interativo do LOFAR
