Карта магнитного поля Млечного Пути раскрывает тайны галактики
Канадские астрономы впервые составили подробную карту магнитного поля Млечного Пути, опираясь на данные наблюдений северного неба в широком диапазоне радиочастот. Это достижение стало возможным благодаря проекту Global Magneto-Ionic Medium Survey (GMIMS), в рамках которого с 2008 года проводится всенебесный обзор с помощью крупнейших однозеркальных радиотелескопов. Важнейшую роль сыграла новая радиотелескопическая установка Доминионской радиоастрофизической обсерватории, управляемой Национальным исследовательским советом Канады.
Работа показала, что магнитные поля играют ключевую роль в поддержании структуры галактики, наряду с гравитацией и тёмной материей. Они стабилизируют движение ионизированного газа, способствуют формированию звёзд и перераспределяют энергию в межзвёздной среде.
Одним из фундаментальных инструментов исследования стала фарадеевская ротация — магнитооптическое явление, при котором происходит поворот плоскости поляризации радиоволн при прохождении через намагниченную ионизированную среду. Изучая это явление на различных частотах, учёные смогли восстановить структуру и направление магнитных линий внутри Млечного Пути.
Исследование возглавили профессор Джо-Энн Браун (Университет Калгари) и профессор Анна Ордог (Университет Британской Колумбии в Келоуне). К работе привлекались также участники международной коллаборации GMIMS, специализирующиеся на трёхмерном картировании намагниченного газа в межзвёздной среде.
Результаты опубликованы в журналах The Astrophysical Journal и The Astrophysical Journal Supplement Series. Команда представила новую модель эволюции магнитного поля галактики, а также открытый набор радиоданных, доступный научному сообществу. Как отметила профессор Браун, без наличия магнитного поля Млечный Путь со временем мог бы коллапсировать под воздействием собственной массы.
Особое внимание привлекли данные о магнитной аномалии в рукаве Стрельца, где ранее наблюдалось изменение направления магнитных линий. Новое исследование, возглавленное аспиранткой Ребеккой Бут, показало, что этот переход происходит не резко, а по диагонали. Глобально магнитное поле галактики ориентировано по часовой стрелке, но в этом рукаве — в противоположную сторону. Диагональный переход впервые объясняет физическую природу этой инверсии.
Ключевые научные результаты:
- магнитное поле — один из основных факторов устойчивости галактики;
- впервые восстановлена трёхмерная структура галактического магнитного поля по радиоданным;
- составлен самый полный обзор северного неба в рамках GMIMS;
- обнаружен диагональный сдвиг ориентации магнитного поля в рукаве Стрельца;
- уточнены представления о влиянии магнитного поля на процессы звездообразования.
Открытие даёт новое понимание механизмов эволюции галактик и структуры межзвёздной среды. Кроме того, проект подчёркивает значимость международного научного сотрудничества и открытого доступа к данным. Особо отмечается, что ключевые роли в исследовании исполняли женщины-учёные, что является важным вкладом в укрепление инклюзивности и разнообразия в фундаментальной науке.
