Wetenschap
Het magnetische veld van de Melkweg in 3D in kaart brengen
We zijn allemaal zeer bekend met het concept van het magnetische veld van de aarde. Het blijkt dat de meeste objecten in de ruimte magnetische velden hebben, maar het is behoorlijk lastig om ze te meten. Astronomen hebben een ingenieuze manier ontwikkeld om het magnetische veld van de Melkweg te meten met behulp van gepolariseerd licht van interstellaire stofkorrels die zich op één lijn bevinden met de magnetische veldlijnen. Een nieuw onderzoek is met dit karteringsproces begonnen en heeft een gebied in kaart gebracht dat het equivalent van 15 keer de volle maan bestrijkt.
Veel mensen zullen zich experimenten op school herinneren met ijzervijlsel en staafmagneten om hun magnetisch veld te onthullen. Het is echter niet zo eenvoudig om het magnetische veld van de Melkweg vast te leggen. De nieuwe methode om het veld te meten is gebaseerd op de kleine stofdeeltjes die de ruimte tussen de sterren doordringen.
De stofkorrels zijn qua grootte vergelijkbaar met rookdeeltjes, maar zijn niet bolvormig. Net zoals een boot zichzelf in de stroming draait, heeft de lange as van de stofdeeltjes de neiging zich uit te lijnen met het lokale magnetische veld. Terwijl ze dat doen, zenden ze een gloed uit met dezelfde frequentie als de kosmische achtergrondstraling, en dit is waar astronomen op hebben afgestemd.
De deeltjes gloeien niet alleen, maar absorberen ook sterlicht dat erdoorheen gaat, net als polarisatiefilters. De polarisatie van licht is bekend bij fotografen die polarisatiefilters gebruiken om de lucht donkerder te maken en reflecties te beheersen. Het fenomeen polarisatie heeft betrekking op de voortplanting van licht. Terwijl het door een medium beweegt, transporteert het energie van de ene plaats naar de andere, maar onderweg vertoont het golfachtige kenmerken.
Het golfkarakter bestaat uit afwisselende verplaatsingen van het medium waar ze doorheen reizen (stel je een golf in water voor). De verplaatsing is niet altijd hetzelfde als de rijrichting; soms is het evenwijdig en op andere momenten is het loodrecht. Bij polarisatie is de verplaatsing beperkt tot slechts één richting.
In de deeltjes in de interstellaire ruimte vangen de polariserende eigenschappen het magnetische veld op en polariseren ze het licht dat er doorheen reist, waardoor de details van het magnetische veld zichtbaar worden. Net als op aarde zijn magnetische veldlijnen van cruciaal belang voor de galactische evolutie. Ze reguleren de stervorming, geven vorm aan de structuur van een sterrenstelsel en vormen en sturen, net als gigantische galactische rivieren, de gasstroom rond het sterrenstelsel.
Onderzoekers van het Interuniversitair Instituut voor Hoge Energieën in België gebruikten de PASIPHAE-enquête – een internationale samenwerking om het magnetische veld te onderzoeken op basis van de polarisatie in interstellair stof – om het proces op gang te brengen. Ze maten de polarisatie van meer dan 1.500 sterren die een deel van de hemel bedekten dat niet meer dan 15 keer zo groot was als de volle maan.
Het team gebruikte vervolgens gegevens van de astrometriesatelliet Gaia en een nieuw algoritme om de magnetische velden in het sterrenstelsel in dat deel van de hemel in kaart te brengen. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy &Astrophysics .
Dit is de eerste keer dat een grootschalig project probeert het zwaartekrachtveld van de Melkweg in kaart te brengen. Het zal enige tijd duren om de volledige kartering te voltooien, maar wanneer deze voltooid is, zal dit een groot inzicht bieden, niet alleen in het magnetische veld van sterrenstelsels, maar ook in de evolutie van sterrenstelsels in het hele universum.