Recentemente, vimos um tipo muito incomum de mapa - o Faraday Sky. Como todas as galáxias, a nossa possui uma “personalidade” magnética, mas exatamente de onde vêm esses campos e como eles são criados é um verdadeiro mistério. Os pesquisadores sempre assumiram que foram criados por processos mecânicos como os que ocorrem no interior da Terra e no Sol. Agora, um novo estudo dará aos cientistas uma compreensão ainda melhor sobre a estrutura dos campos magnéticos galácticos, como pode ser visto em toda a nossa galáxia.
A equipe, liderada pelo Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA), reuniu suas informações e as compilou com simulações teóricas para criar mais um mapa detalhado do céu magnético. Como explica a Dra. Tracy Clarke, da NRL, um membro da equipe de pesquisa: “A chave para aplicar essas novas técnicas é que este projeto reúne mais de 30 pesquisadores com 26 projetos diferentes e mais de 41.000 medições no céu. O banco de dados resultante é equivalente a salpicar o céu inteiro com fontes separadas por uma distância angular de duas luas cheias. ” Essa enorme quantidade de dados fornece uma nova aparência de "todo o céu", que permitirá aos cientistas medirem minuciosamente a estrutura magnética da Via Láctea.
O que há de tão "novo" neste mapa? Desta vez, estamos analisando uma quantidade chamada profundidade de Faraday - uma ideia dependente de uma informação da linha de visão definida nos campos magnéticos. Foi criado combinando mais de 41.000 medições singulares que foram combinadas usando um novo método de reconstrução de imagem. Nesse caso, todos os pesquisadores da MPA são especialistas na nova disciplina da teoria do campo da informação. A Dra. Tracy Clarke, que trabalha na Divisão de Sensoriamento Remoto da NRL, faz parte da equipe de radioastrônomos internacionais que forneceram as observações de rádio para o banco de dados. É magnetismo em grande escala ... e transmite até as menores características magnéticas que permitirão aos cientistas entender melhor a natureza da turbulência galáctica dos gases.
O conceito do efeito Faraday não é novo. Os cientistas têm observado e medido esses campos no último século e meio. Como é feito? Quando a luz polarizada passa através de um meio magnetizado, o plano da polarização vira ... um processo conhecido como rotação de Faraday. A quantidade de rotação mostra a direção e a força do campo e, portanto, suas propriedades. A luz polarizada também é gerada a partir de fontes de rádio. Usando frequências diferentes, a rotação de Faraday também pode ser medida dessa maneira alternativa. Ao combinar todas essas medidas exclusivas, os pesquisadores podem adquirir informações sobre um único caminho através da Via Láctea. Para aprimorar ainda mais o “quadro geral”, é necessário coletar informações de várias fontes - uma necessidade preenchida por 26 projetos de observação diferentes que renderam um total de 41.330 medições individuais. Para dar uma idéia do tamanho, isso acaba sendo uma fonte de rádio por grau quadrado de céu!
Mesmo com profundidade como esta, ainda existem áreas no céu do sul onde apenas algumas medidas foram catalogadas. Para preencher as lacunas e fornecer uma visão mais realista, os pesquisadores "precisam interpolar entre os pontos de dados existentes que registraram". No entanto, esse tipo de dado causa alguns problemas com precisão. Embora você possa pensar que as medidas mais exatas teriam o maior impacto no mapa, os cientistas não têm certeza de quão confiável uma única medida poderia ser - especialmente quando elas poderiam ser influenciadas pelo ambiente ao seu redor. Nesse caso, as medidas mais precisas nem sempre são as mais altas em pontos de mapeamento. Como Heisenberg, há uma incerteza associada ao processo de obtenção de medições, porque o processo é muito complexo. Apenas um pequeno erro pode levar a uma enorme distorção no conteúdo do mapa.
Graças a um algoritmo elaborado pela MPA, os cientistas são capazes de enfrentar esses tipos de dificuldades com confiança ao reunir as imagens. O algoritmo, chamado de “filtro crítico estendido”, emprega ferramentas de novas disciplinas conhecidas como teoria dos campos de informações - um método lógico e estatístico aplicado aos campos. Até agora, ele provou ser um método eficaz de eliminar erros e até provou ser um trunfo para outros campos científicos, como medicina ou geografia, para uma variedade de aplicações de processamento de imagens e sinais.
Mesmo que este novo mapa seja um ótimo assistente para estudar nossa própria galáxia, ajudará a pavimentar o caminho para os pesquisadores que estudam campos magnéticos extragaláticos também. Como o futuro fornece novos tipos de radiotelescópios, como LOFAR, eVLA, ASKAP, MeerKAT e SKA, o mapa será um recurso importante de medições do efeito Faraday - permitindo que os cientistas atualizem a imagem e aprofundem nossa compreensão da origem do campos magnéticos galácticos.
Fonte da história original: Naval Research Laboratory News.
