رونمایی از بزرگترین نقشه میدانهای مغناطیسی جهان – سایت علمی بیگ بنگ
بیگ بنگ: میدانهای مغناطیسی یکی از اجزای بنیادی جهان هستند. آنها حرکت ذرات ریز را که سازنده سیارات، ستارگان و در نهایت کهکشانها هستند کنترل میکنند.
به گزارش بیگ بنگ، با این حال، هنوز نمیدانیم این میدانهای مغناطیسی چگونه در جهان به وجود آمدهاند. تنها چیزی که میدانیم این است که آنها تقریباً همهجا حضور دارند. زمین نیز میدان مغناطیسی خود را دارد؛ همان چیزی که قطبنماها و حتی پرندگان مهاجر از آن برای جهتیابی استفاده میکنند.
اکنون اخترشناسان با استفاده از قدرتمندترین تلسکوپ رادیویی استرالیا موفق شدهاند بزرگترین و دقیقترین نقشه میدانهای مغناطیسی کیهانی را که تاکنون ساخته شده، تهیه کنند.
باتریهای غولآسایی که کهکشانها را کنترل میکنند
قدرت میدانهای مغناطیسی در نقاط مختلف جهان بسیار متفاوت است. اجسام فوقالعاده چگالی مانند ستارههای نوترونی و سیاهچالهها دارای میدانهایی هستند که هزاران میلیارد برابر قویتر از میدان مغناطیسی زمین هستند. در مقابل، میدانهای مغناطیسی موجود در فضای میان ستارهها میلیونها بار ضعیفتر از میدان مغناطیسی زمیناند. اما همین میدانهای ضعیف نقش بسیار مهمی در تکامل کهکشانها ایفا میکنند.
آنها مانند باتریهای عظیم عمل میکنند و مقدار بسیار زیادی انرژی ذخیره میکنند. این میدانها میتوانند روند شکلگیری ستارگان جدید را کند کرده یا حتی متوقف کنند.
چگونه چیزی نامرئی را میبینیم؟
مشکل اینجاست که میدانهای مغناطیسی نامرئی هستند. برای شناسایی آنها، اخترشناسان از نور کهکشانها و ستارگان بسیار دور استفاده میکنند. نور در واقع از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی تشکیل شده و به همین دلیل به آن «طیف الکترومغناطیسی» گفته میشود.
وقتی نور در مسیر خود از میان میدانهای مغناطیسی عبور میکند، جهت نوسان آن تغییر میکند؛ پدیدهای که «قطبش» یا Polarization نام دارد. به عنوان مثال، نوری که به سمت بالا و پایین نوسان میکند قطبشی متفاوت از نوری دارد که به سمت چپ و راست نوسان میکند. تلسکوپهای رادیویی میتوانند این تغییرات بسیار ظریف را اندازهگیری کنند و از روی آنها وجود میدانهای مغناطیسی را آشکار سازند.
استرالیا؛ پیشگام کشف میدانهای مغناطیسی کیهانی
استرالیا از دههها پیش در خط مقدم رادیو اخترشناسی قرار داشته است. تلسکوپ رادیویی Parkes Observatory که امروزه با نام Murriyang شناخته میشود، در سال ۱۹۶۲ نخستین نشانههای چرخش قطبش نور ناشی از میدانهای مغناطیسی خارج از زمین را کشف کرد. از آن زمان تاکنون، اخترشناسان تلاش کردهاند تعداد بیشتری از منابع کیهانی را بررسی کنند تا بتوانند نقشهای جامع از میدانهای مغناطیسی جهان تهیه کنند.
هر نقطه در این نقشه نشاندهنده یک کهکشان یا جرم دوردست است که نور آن مسیر میان ما و خودش را روشن کرده و اطلاعاتی درباره میدانهای مغناطیسی موجود در این مسیر در اختیار دانشمندان قرار داده است. هرچه تعداد این منابع بیشتر باشد، نقشه نهایی دقیقتر خواهد بود.
چرا به نقشهای جدید نیاز داشتیم؟
آخرین نقشه بزرگ میدانهای مغناطیسی جهان در سال ۲۰۰۹ تهیه شده بود. در طول ۱۷ سال گذشته هیچ جایگزین کاملی برای آن وجود نداشت و همین موضوع توانایی دانشمندان برای پاسخ دادن به پرسشهای اساسی درباره ساختار مغناطیسی جهان را محدود کرده بود.
ما هنوز نمیدانیم: میدانهای مغناطیسی کیهانی چگونه شکل گرفتهاند. از زمان بیگ بنگ تاکنون چگونه تکامل یافتهاند. ساختار واقعی آنها در کهکشان راه شیری و دیگر کهکشانها چیست. برای پاسخ به این پرسشها نسل جدیدی از تلسکوپهای رادیویی مورد نیاز بود.
تلسکوپی که برای سرعت ساخته شده است
در حال حاضر پروژه عظیم SKA Observatory در استرالیا و آفریقای جنوبی در حال ساخت است؛ پروژهای که قرار است بزرگترین رصدخانه رادیویی جهان باشد. در مسیر آمادهسازی این پروژه، چندین تلسکوپ پیشرفته به عنوان پیشساز فعالیت میکنند که یکی از مهمترین آنها ASKAP است.
این تلسکوپ از ۳۶ آنتن ۱۲ متری تشکیل شده و هر آنتن میتواند بخش عظیمی از آسمان را به طور همزمان مشاهده کند. این ویژگی به اخترشناسان اجازه میدهد با سرعتی بیسابقه نقشهای از جهان تهیه کنند.
پروژه POSSUM و نقشه جدید SPICE-RACS
پروژه اصلی برای مطالعه میدانهای مغناطیسی جهان POSSUM (بررسی قطبش آسمان برای مطالعه مغناطیس جهان) نام دارد. در کنار آن، پروژه RACS نیز به عنوان نوعی اطلس عظیم کیهانی عمل میکند. آخرین نسخه این نقشهها نزدیک به ۴ میلیون کهکشان دوردست را شناسایی کرده است که حدود ۲ میلیون مورد از آنها پیشتر هرگز مشاهده نشده بودند.
دانشمندان سپس به سراغ این کهکشانها رفتند تا تغییرات قطبش نور آنها را اندازهگیری کنند. از میان ۴ میلیون کهکشان، حدود ۳۵۰ هزار کهکشان اطلاعات مناسبی برای بررسی میدانهای مغناطیسی ارائه دادند.
بزرگترین نقشه مغناطیسی تاریخ
نتیجه این تلاشها نقشهای جدید به نام SPICE-RACS است. این نقشه: تقریباً ۱۰ برابر بزرگتر از بزرگترین نقشه قبلی است. حدود ۵ برابر بزرگتر از مجموع تمام دادههای مشابهی است که تاکنون جمعآوری شدهاند. دقیقترین تصویر تاریخ از میدانهای مغناطیسی کیهانی را ارائه میدهد.
در این نقشه: 🔴 رنگ قرمز نشاندهنده میدانهای مغناطیسی است که به سمت ما جهت دارند. 🔵 رنگ آبی نشاندهنده میدانهایی است که از ما دور میشوند. بخش عمده الگوهای مارپیچی و حبابی قابل مشاهده مربوط به میدانهای مغناطیسی کهکشان خودمان، یعنی کهکشان راه شیری است. اما در میان جزئیات ظریفتر، ردپای میدانهای مغناطیسی بسیار دورتر و متعلق به اعماق کیهان نیز دیده میشود.
پنجرهای تازه به گذشته جهان
این نقشه هماکنون در اختیار جامعه علمی قرار گرفته و پژوهشگران سراسر جهان از آن برای تحقیقات جدید استفاده میکنند. دانشمندان در آینده قصد دارند تمام دادههای پروژه RACS را با یکدیگر ترکیب کنند تا نقشهای حتی بزرگتر و دقیقتر بسازند.
همچنین انتظار میرود پروژه POSSUM تا سال ۲۰۳۰ تکمیل شود. نقشه نهایی حاصل از آن وضوحی بیسابقه خواهد داشت و به اخترشناسان اجازه خواهد داد میدانهای مغناطیسی را در اعماق بیشتری از فضا و در زمانهای نزدیکتر به آغاز جهان مطالعه کنند. شاید این نقشه سرانجام به یکی از بزرگترین رازهای کیهان پاسخ دهد: میدانهای مغناطیسی از کجا آمدهاند و چگونه از زمان بیگ بنگ تا امروز تکامل یافتهاند؟ جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Astronomical Society of Australia منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109686
