Wetenschap
Een eerste glimp van het magnetische veld van ons sterrenstelsel in 3D
Dankzij nieuwe geavanceerde technieken en ultramoderne faciliteiten is de astronomie een nieuw tijdperk binnengegaan waarin eindelijk toegang kan worden verkregen tot de diepte van de hemel. De ingrediënten van ons kosmische thuis, het Melkwegstelsel – sterren, gas, magnetische velden – kunnen eindelijk in 3D in kaart worden gebracht.
De ruimte tussen de sterren is vuil. Het is gevuld met kleine stofdeeltjes, waarvan de meeste qua grootte vergelijkbaar zijn met de rook van een sigaret. De korrels zijn niet bolvormig en als gevolg daarvan neigt hun lange as uit te lijnen met eventuele lokale galactische magnetische velden. Deze stofkorrels zenden ook een gepolariseerde gloed uit in dezelfde frequenties als de kosmische microgolfachtergrond – de ‘as’ van de oerknal – en vervuilen zo ons zicht op de vroegste momenten in het leven van het universum.
Ze absorberen ook een deel van het sterrenlicht dat erdoorheen gaat, net zoals een polaroidfilter dat zou doen, waardoor informatie over de magnetische velden waarin ze leven, wordt afgedrukt op de polarisatie van het opkomende licht. Polarisatie is een eigenschap van lichtstralen die een karakteristieke richting aangeeft, altijd loodrecht op de richting waarin het licht zich in de ruimte voortplant.
Magnetische velden zijn enorm belangrijk voor de evolutie van ons sterrenstelsel. Ze reguleren de vorming van nieuwe sterren, vormen galactische structuren en veranderen gasstromen in kosmische versnellers die krachtiger zijn dan CERN.
De polarisatie van sterrenlicht is dan de sleutel:het bevat de informatie over de allerbelangrijkste magnetische velden van de Melkweg, en het is de ‘stofdoek’ die ons kan helpen ons zicht op het vroege heelal te zuiveren – als we maar genoeg konden waarnemen. ervan, en het diepgaand bestuderen, om alle informatie die het bevat te extraheren.
Dit is precies de reikwijdte van het PASIPHAE-onderzoek, een internationale samenwerking tussen het Institute of Astrophysics of FORTH (IA-FORTH) en de Universiteit van Kreta in Griekenland, IUCAA in India, het South African Astronomical Observatory, het California Institute of Technology in de Verenigde Staten en de Universiteit van Oslo in Noorwegen. PASIPHAE heeft tot doel de polarisatie van miljoenen sterren over grote delen van de hemel te meten. En nu kunnen we een eerste glimp opvangen van de mogelijkheden van dit ambitieuze streven.
Een team van onderzoekers, geleid door Dr. Vincent Pelgrims (voormalig PASIPHAE postdoctoraal onderzoeker bij IA-FORTH en nu een Marie Curie fellow aan het Interuniversitair Instituut voor Hoge Energieën aan de ULB in België) heeft de kracht van de PASIPHAE-gegevens en -reconstructie aangetoond techniek die gebruik maakt van waarnemingen die zijn gedaan met zijn voorloperinstrument, de RoboPol-polarimeter die de afgelopen tien jaar in gebruik is genomen bij het Skinakas-observatorium in Griekenland.
De wetenschappers maten de polarisatie van meer dan 1.500 sterren in een deel van de hemel dat bijna vijftien keer zo groot is als de oppervlakte van de volle maan. Ze combineerden deze met afstanden die voor elke ster werden gemeten door ESA's Gaia-satelliet en een geavanceerd algoritme dat ze hadden ontwikkeld en in kaart brachten. ongekende resolutie van de magnetische velden in die richting van de hemel.
"Dit is de eerste keer dat zo'n groot volume van het galactische magnetische veld in drie dimensies is gereconstrueerd met zo'n fijne resolutie", zegt Dr. Pelgrims. "We hebben verschillende stofwolken gevonden in dit deel van de Melkweg, en we konden voor het eerst hun afstanden - tot duizenden lichtjaren - bepalen, evenals hun polarimetrische eigenschappen, waardoor het magnetische veld werd onthuld dat deze wolken doordringt."
Het team publiceert deze eerste tomografische kaart met hoge resolutie van het galactische magnetische veld over een substantieel deel van de hemel, die ze vandaag (23 april) presenteren in het tijdschrift Astronomy &Astrophysics .
"Dit vertegenwoordigt een geweldige prestatie op weg naar een driedimensionale kartering van de Melkweg en zijn magnetische veld", zegt prof. Vasiliki Pavlidou van de Universiteit van Kreta en aangesloten faculteit van IA-FORTH en co-auteur van de publicatie. "De structuur van het galactische magnetische veld is momenteel niet goed beperkt.
"Dit belemmert de vooruitgang op verschillende onderzoeksgebieden, zoals de studie van kosmische straling met ultrahoge energie. Het potentieel van dergelijke 3D-kartering om te leiden tot doorbraken in alle domeinen die verband houden met het galactische magnetische veld is aanzienlijk."
"In ons artikel hebben we nog maar het oppervlak bekrast van de mogelijkheden die in het verschiet liggen", zegt prof. Konstantinos Tassis, eveneens van de Universiteit van Kreta en aangesloten faculteit van IA-FORTH, co-auteur van de publicatie en hoofdonderzoeker van de PASIPHAE-project.
‘Stel je zo’n kaart voor, maar dan voor het grootste deel van de hemel. Deze 3D-atlas van het magnetische veld van de Melkweg zal de komende jaren werkelijkheid worden met behulp van de speciale instrumenten WALOP’s die de polarisatie van sterren in de Melkweg in kaart zullen brengen. hemel dit jaar."