Gần đây chúng tôi đã xem xét một loại bản đồ rất khác thường - Bầu trời Faraday. Giống như tất cả các thiên hà, chúng ta có một tính cách từ tính, nhưng nơi những cánh đồng này đến từ đâu và chúng được tạo ra như thế nào là một bí ẩn thực sự. Các nhà nghiên cứu luôn cho rằng chúng được tạo ra bởi các quá trình cơ học giống như các quá trình xảy ra trong nội địa Trái đất và Mặt trời. Giờ đây, một nghiên cứu mới sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc của từ trường thiên hà như được thấy trên khắp thiên hà của chúng ta.
Nhóm nghiên cứu, do Viện Vật lý thiên văn Max Planck (MPA) dẫn đầu, đã thu thập thông tin của họ và biên soạn nó với các mô phỏng lý thuyết để tạo ra một bản đồ chi tiết khác về bầu trời từ tính. Như Tiến sĩ Tracy Clarke, NRL, một thành viên của nhóm nghiên cứu giải thích, Chìa khóa để áp dụng các kỹ thuật mới này là dự án này tập hợp hơn 30 nhà nghiên cứu với 26 dự án khác nhau và hơn 41.000 phép đo trên bầu trời. Cơ sở dữ liệu kết quả tương đương với việc tiêu toàn bộ bầu trời với các nguồn được phân tách bằng khoảng cách góc của hai mặt trăng đầy đủ. Lượng dữ liệu khổng lồ này cung cấp một giao diện toàn bộ bầu trời mới, cho phép các nhà khoa học đo lường cấu trúc từ tính của Dải Ngân hà một cách chi tiết.
Chỉ những gì mà vì vậy, những người mới về bản đồ này về bản đồ này? Lần này chúng tôi nhìn vào một đại lượng gọi là độ sâu Faraday - một ý tưởng phụ thuộc vào thông tin tầm nhìn được đặt trên từ trường. Nó được tạo ra bằng cách kết hợp hơn 41.000 phép đo đơn lẻ sau đó được kết hợp bằng phương pháp tái tạo hình ảnh mới. Trong trường hợp này, tất cả các nhà nghiên cứu tại MPA đều là những chuyên gia trong lĩnh vực mới của lý thuyết lĩnh vực thông tin. Tiến sĩ Tracy Clarke, làm việc trong Bộ phận Viễn thám NRL, là thành viên của nhóm các nhà thiên văn vô tuyến quốc tế, người đã cung cấp các quan sát vô tuyến cho cơ sở dữ liệu. Nó từ tính trên một quy mô lớn và truyền tải những tính năng từ tính nhỏ nhất sẽ cho phép các nhà khoa học hiểu thêm về bản chất của nhiễu loạn khí thiên hà.
Khái niệm về hiệu ứng Faraday là mới. Các nhà khoa học đã quan sát và đo lường các lĩnh vực này trong một thế kỷ rưỡi qua. Nó được thực hiện như thế nào? Khi ánh sáng phân cực đi qua một môi trường từ hóa, mặt phẳng của phân cực sẽ lật một quá trình được gọi là quay Faraday. Số lượng vòng quay cho thấy hướng và cường độ của trường và do đó các thuộc tính của nó. Ánh sáng phân cực cũng được tạo ra từ các nguồn vô tuyến. Bằng cách sử dụng các tần số khác nhau, vòng quay Faraday cũng có thể được đo theo cách khác. Bằng cách kết hợp tất cả các phép đo độc đáo này, các nhà nghiên cứu có thể thu được thông tin về một con đường duy nhất thông qua Dải Ngân hà. Để nâng cao hơn nữa bức tranh lớn của người dùng, một thông tin phải được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau - một nhu cầu được lấp đầy bởi 26 dự án quan sát khác nhau có tổng cộng 41.330 phép đo riêng lẻ. Để cung cấp cho bạn một gợi ý về kích thước, cuối cùng là khoảng một nguồn vô tuyến trên một độ vuông của bầu trời!
Ngay cả với độ sâu như thế này, vẫn có những khu vực trên bầu trời phía nam nơi chỉ có một vài phép đo được xếp vào mục lục. Để lấp đầy các khoảng trống và đưa ra một cái nhìn thực tế hơn, các nhà nghiên cứu đã phải nội suy giữa các điểm dữ liệu hiện có mà họ đã ghi lại. Tuy nhiên, loại dữ liệu này gây ra một số vấn đề với độ chính xác. Mặc dù bạn có thể nghĩ rằng các phép đo chính xác hơn sẽ có tác động lớn nhất trên bản đồ, các nhà khoa học không chắc chắn về độ tin cậy của bất kỳ phép đo nào - đặc biệt là khi chúng có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Trong trường hợp này, các phép đo chính xác nhất don don luôn xếp hạng cao nhất trong các điểm ánh xạ. Giống như Heisenberg, có một sự không chắc chắn liên quan đến quá trình lấy số đo vì quá trình này rất phức tạp. Chỉ cần một sai lầm nhỏ có thể dẫn đến một sự biến dạng lớn trong nội dung của bản đồ.
Nhờ một thuật toán được chế tạo bởi MPA, các nhà khoa học có thể tự tin đối mặt với những loại khó khăn này khi họ ghép các hình ảnh lại với nhau. Thuật toán, được gọi là bộ lọc quan trọng mở rộng, sử dụng các công cụ từ các ngành mới được gọi là lý thuyết trường thông tin - một phương pháp logic và thống kê được áp dụng cho các trường. Cho đến nay, nó đã được chứng minh là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ lỗi và thậm chí còn tự chứng minh là một tài sản cho các lĩnh vực khoa học khác như y học hoặc địa lý cho một loạt các ứng dụng xử lý tín hiệu và hình ảnh.
Mặc dù bản đồ mới này là một trợ lý tuyệt vời để nghiên cứu thiên hà của chúng ta, nó sẽ giúp mở đường cho các nhà nghiên cứu nghiên cứu từ trường ngoài vũ trụ. Vì tương lai cung cấp các loại kính viễn vọng vô tuyến mới như LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT và SKA, bản đồ sẽ là một nguồn đo lường chính của hiệu ứng Faraday - cho phép các nhà khoa học cập nhật hình ảnh và hiểu biết thêm về nguồn gốc của chúng tôi từ trường thiên hà.
Nguồn gốc Câu chuyện: Tin tức Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân.
