Recientemente echamos un vistazo a un tipo de mapa muy inusual: el Faraday Sky. Al igual que todas las galaxias, la nuestra tiene una "personalidad" magnética, pero de dónde provienen estos campos y cómo se crean es un verdadero misterio. Los investigadores siempre han asumido que fueron creados por procesos mecánicos como los que ocurren en el interior de la Tierra y el Sol. Ahora, un nuevo estudio dará a los científicos una comprensión aún mejor sobre la estructura de los campos magnéticos galácticos como se ve en toda nuestra galaxia.
El equipo, dirigido por el Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA), reunió su información y la compiló con simulaciones teóricas para crear otro mapa detallado del cielo magnético. Como explica la Dra. Tracy Clarke de NRL, miembro del equipo de investigación, “La clave para aplicar estas nuevas técnicas es que este proyecto reúne a más de 30 investigadores con 26 proyectos diferentes y más de 41,000 mediciones en el cielo. La base de datos resultante es equivalente a salpicar todo el cielo con fuentes separadas por una distancia angular de dos lunas llenas ”. Esta gran cantidad de datos proporciona una nueva apariencia de "todo el cielo" que permitirá a los científicos medir la estructura magnética de la Vía Láctea en minuciosos detalles.
¿Qué hay de nuevo en este mapa? Esta vez estamos viendo una cantidad llamada profundidad de Faraday, una idea que depende de una información de línea de visión establecida en los campos magnéticos. Fue creado combinando más de 41,000 mediciones singulares que luego se combinaron usando un nuevo método de reconstrucción de imágenes. En este caso, todos los investigadores de MPA son especialistas en la nueva disciplina de la teoría del campo de la información. El Dr. Tracy Clarke, que trabaja en la División de Teledetección de NRL, es parte del equipo de radioastrónomos internacionales que proporcionaron las observaciones de radio para la base de datos. Es el magnetismo a gran escala ... e imparte incluso las características magnéticas más pequeñas que permitirán a los científicos comprender mejor la naturaleza de la turbulencia de gases galácticos.
El concepto del efecto Faraday no es nuevo. Los científicos han estado observando y midiendo estos campos durante el último siglo y medio. ¿Cómo se hace? Cuando la luz polarizada pasa a través de un medio magnetizado, el plano de la polarización gira ... un proceso conocido como rotación de Faraday. La cantidad de rotación muestra la dirección y la fuerza del campo y, por lo tanto, sus propiedades. La luz polarizada también se genera a partir de fuentes de radio. Al usar diferentes frecuencias, la rotación de Faraday también se puede medir de esta manera alternativa. Al combinar todas estas medidas únicas, los investigadores pueden adquirir información sobre un solo camino a través de la Vía Láctea. Para mejorar aún más el "panorama general", la información debe recopilarse de una variedad de fuentes, una necesidad cubierta por 26 proyectos de observación diferentes que generaron un total de 41,330 mediciones individuales. Para darle una pista del tamaño, ¡eso termina siendo aproximadamente una fuente de radio por grado cuadrado de cielo!
Incluso con una profundidad como esta, todavía hay áreas en el cielo del sur donde solo se han catalogado unas pocas mediciones. Para llenar los vacíos y dar una visión más realista, los investigadores "tienen que interpolar entre los puntos de datos existentes que han registrado". Sin embargo, este tipo de datos causa algunos problemas de precisión. Si bien podría pensar que las mediciones más exactas tendrían el mayor impacto en el mapa, los científicos no están muy seguros de cuán confiable podría ser una medición individual, especialmente cuando podrían verse influenciados por el entorno que los rodea. En este caso, las mediciones más precisas no siempre clasifican las más altas en los puntos de mapeo. Al igual que Heisenberg, existe una incertidumbre asociada con el proceso de obtención de mediciones porque el proceso es muy complejo. Solo un pequeño error podría provocar una gran distorsión en el contenido del mapa.
Gracias a un algoritmo creado por el MPA, los científicos pueden enfrentar este tipo de dificultades con confianza al reunir las imágenes. El algoritmo, denominado "filtro crítico extendido", emplea herramientas de nuevas disciplinas conocidas como teoría del campo de la información, un método lógico y estadístico aplicado a los campos. Hasta ahora, ha demostrado ser un método efectivo para eliminar errores e incluso ha demostrado ser un activo para otros campos científicos como la medicina o la geografía para una amplia gama de aplicaciones de procesamiento de imágenes y señales.
Aunque este nuevo mapa es un gran asistente para estudiar nuestra propia galaxia, también ayudará a allanar el camino para los investigadores que estudian los campos magnéticos extragalácticos. A medida que el futuro proporcione nuevos tipos de radiotelescopios como LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT y SKA, el mapa será un recurso importante de medición del efecto Faraday, lo que permitirá a los científicos actualizar la imagen y ampliar nuestra comprensión del origen de campos magnéticos galácticos
Fuente original de la historia: Naval Research Laboratory News.
