Félicitations aux scientifiques du Max Planck Institut et à une équipe internationale de radioastronomes pour une nouvelle carte incroyablement détaillée des champs magnétiques de notre galaxie! Cette carte tout-ciel unique a dépassé ses prédécesseurs et nous donne un aperçu de la structure du champ magnétique de la Voie lactée au-delà de tout ce que nous avons vu jusqu'à présent. Quelle est la particularité de celui-ci? Cela nous montre une qualité connue sous le nom de profondeur de Faraday - un concept qui fonctionne le long d'une ligne de vue spécifique. Pour construire la carte, les données ont été fusionnées à partir de 41 000 mesures recueillies à partir d'une nouvelle technique de reconstruction d'images. Nous pouvons maintenant voir non seulement la structure principale des champs galactiques, mais des caractéristiques moins évidentes comme la turbulence dans le gaz galactique.
Alors, que signifie exactement une nouvelle carte de ce type? Toutes les galaxies possèdent des champs magnétiques, mais leur source est un mystère. Pour l'instant, nous ne pouvons que deviner qu'elles se produisent en raison de processus de dynamo… où l'énergie mécanique est transformée en énergie magnétique. Ce type de création est parfaitement normal et se produit ici sur Terre, au Soleil, et même à plus petite échelle comme une radio à manivelle - ou une lampe de poche Faraday! En nous montrant où se trouvent les structures de champ magnétique dans la Voie lactée, nous pouvons mieux comprendre les dynamos galactiques.
Depuis un siècle et demi, nous connaissons la rotation de Faraday et les scientifiques l'utilisent pour mesurer les champs magnétiques cosmiques. Cette action se produit lorsque la lumière polarisée traverse un milieu magnétisé et que le plan de polarisation tourne. Le nombre de tours dépend de la force et de la direction du champ magnétique. En observant la rotation, nous pouvons mieux comprendre les propriétés des champs magnétiques intermédiaires. Les radioastronomes se rassemblent et examinent la lumière polarisée provenant de sources radio éloignées passant par notre galaxie en route vers nous. L'effet Faraday peut alors être jugé en mesurant la polarisation de la source à différentes fréquences. Cependant, ces mesures ne peuvent nous renseigner que sur un seul chemin à travers la Voie lactée. Pour voir les choses dans leur ensemble, il faut savoir combien de sources sont dispersées dans le ciel visible. C'est là que le groupe international de radioastronomes a joué un rôle important. Ils ont prouvé les données de 26 projets différents qui ont donné un grand total de 41 300 sources ponctuelles - à une moyenne d'environ une source radio par degré carré de ciel.
Bien que cela ressemble à une mine d'informations, ce n'est toujours pas vraiment suffisant. Il existe de vastes zones, en particulier dans le ciel austral, où seules quelques mesures existent. En raison de ce manque de données, nous devons interpoler entre les points de données existants et cela crée ses propres problèmes. Tout d'abord, la précision varie et des mesures plus précises devraient aider. De plus, les astronomes ne sont pas exactement sûrs de la fiabilité d'une mesure unique - ils n'ont qu'à faire leur meilleure estimation en fonction des informations dont ils disposent. Pourtant, d'autres problèmes existent. Il existe des incertitudes de mesure en raison de la nature complexe du processus. Une petite erreur peut être décuplée et cela pourrait compliquer la carte si elle n'est pas corrigée. Pour aider à résoudre ces problèmes, les scientifiques de MPA ont développé un nouvel algorithme pour la capture d'image, appelé «filtre critique étendu». Dans sa création, l'équipe utilise des outils fournis par la nouvelle discipline connue sous le nom de théorie des champs d'information - un outil puissant qui mélange les méthodes logiques et statistiques aux champs appliqués et les empile contre des informations inexactes. Ce nouveau travail est passionnant car il peut également être appliqué à d'autres lieux d'imagerie et de traitement du signal dans d'autres domaines scientifiques.
«En plus de la carte détaillée de la profondeur de Faraday (Fig. 1), l'algorithme fournit une carte des incertitudes (Fig. 2). Surtout dans le disque galactique et dans la région moins bien observée autour du pôle sud céleste (quadrant inférieur droit), les incertitudes sont considérablement plus grandes. » dit l'équipe. «Pour mieux mettre en valeur les structures du champ magnétique galactique, sur la figure 3 (ci-dessus), l'effet du disque galactique a été supprimé afin que les éléments plus faibles au-dessus et en dessous du disque galactique soient plus visibles. Cela révèle non seulement la bande horizontale bien visible du disque de gaz de notre Voie lactée au milieu de l'image, mais aussi que les directions du champ magnétique semblent être opposées au-dessus et en dessous du disque. Un changement de direction analogue a également lieu entre les côtés gauche et droit de l'image, d'un côté du centre de la Voie lactée à l'autre. »
La bonne nouvelle est que la théorie de la dynamo galactique semble être parfaite. Il a prédit des structures symétriques et la nouvelle carte le reflète. Dans cette projection, les champs magnétiques sont alignés parallèlement au plan du disque galactique en spirale. Cette direction est opposée au-dessus et au-dessous du disque et les symétries observées sur la carte de Faraday proviennent de notre position dans le disque galactique. Ici, nous voyons des structures grandes et petites liées aux structures gazeuses turbulentes et dynamiques de la Voie lactée. Ce nouvel algorithme de cartographie a également une excellente ligne de côté… il caractérise la distribution de taille de ces structures. Les plus grands sont plus définitifs que les plus petits, ce qui est normal pour les systèmes turbulents. Ce spectre peut ensuite être empilé contre des modèles informatiques de dynamique - permettant des tests complexes des modèles de dynamo galactiques.
Cette nouvelle carte incroyable est plus qu'un simple joli visage en astronomie. En fournissant des informations sur les champs magnétiques extragalactiques, nous permettons à des projets de radiotélescopes tels que LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat et SKA d'atteindre de nouveaux sommets. Avec cela viendra encore plus de mises à jour du ciel de Faraday et révélera le mystère de l'origine des champs magnétiques galactiques.
Source de l'histoire originale: Max Planck Institut for Astrophysics News Release. Pour en savoir plus: Une carte améliorée du ciel galactique de Faraday ». Téléchargez la carte ICI.
