Otkriven neobični djelić naše galaksije: Organizirano magnetsko polje orkestrira međuzvjezdanom materijom
Ionizirana međuzvjezdana materija naše galaksije promatrana pomoću LOFAR radioteleskopa. Ovaj djelić naše galaksije je na nebeskoj sferi veličine 5o x 5o (radi usporedbe je u gornjem lijevom kutu prikazana slika punog Mjeseca, čiji je kutni promjer 0.5o). U donjem lijevom kutu je prikazana usporedba orijentacije promatranih struktura neutralnih atoma vodika (zelena boja) i ionizirane materije (plava boja) s magnetskim poljem (narančasta boja). (bazirano na Jelić et al. 2018 i Jelić et al. 2015)
U znanstvenom radu objavljenom u časopisu Astronomy & Astrophysics, astrofizičar dr. sc. Vibor Jelić s Instituta Ruđer Bošković (IRB), studenti fizike sa zagrebačkog Prirodoslovno-matematičkog fakulteta (PMF) David Prelogović i Dora Klindžić, koji su sudjelovali u programu Ljetnih studentskih projekata Zavoda za eksperimentalnu fiziku IRB-a te njihovi suradnici iz Nizozemske, otkrili su djelić naše galaksije unutar kojeg su međusobno poravnane tri različite vrste međuzvjezdane materije i protežu se duž vrlo pravilnog magnetskog polja koje njima orkestrira.
Međuzvjezdana materija je tvar koja prožima prostor između zvijezda unutar galaksija, pa tako i prostora unutar naše galaksije Mliječne staze. Sastoji se od plina u ioniziranom, atomskom i molekularnom stanju, kozmičke prašine i visokoenergetskih kozmičkih zraka. U većini slučajeva između pojedinih faza međuzvjezdane materije vlada sklad. Međutim, snažni i dinamički događaji unutar galaksije, kao što su jaki zvjezdani vjetrovi ili eksplozije zvijezda, mogu proizvesti udarne šokove koji neće samo potisnuti materiju okolo po prostoru, već će je sabiti i uzrokovati prijelaz plina iz jedne faze u drugu. U dinamici međuzvjezdane materije ključnu ulogu imaju i magnetska polja, koja prožimaju cjelokupni prostor. Iako u sebi nose kodiran velik dio fizike potreban za razumijevanje procesa nastanka i dinamike međuzvjezdane materije, o njima se još uvijek zna vrlo malo, jer je njihovo istraživanje teško i izazovno.
Tom izazovu doskočili su dr. Jelić s IRB-a i suradnici koji su unutar djelića naše galaksije poznatog kao "3C 196 polje" usporedili strukture viđene na niskim radio frekvencijama (100 - 200 MHz, pomoću radio teleskopa LOFAR - Low Frequency Array u Nizozemskoj) sa strukturama detektiranim na visokim radio frekvencijama (1.4 GHz, pomoću radio teleskopa Effelsberg u Njemačkoj) i u mikrovalnom području (343 GHz, pomoću Planck satelita). S obzirom na različitu prirodu dominantnog zračenja naše galaksije na različitim frekvencijama, zapravo su uspoređivane strukture različitih vrsta međuzvjezdane materije, i to: (i) ionizirane materije, koja značajno mijenja svojstva polariziranog radio zračenja na niskim frekvencijama, (ii) neutralnih atoma vodika, koji zrače radio valove na frekvenciji 1.4 GHz i (iii) međuzvjezdane prašine, čije čestice se poravnavaju uzduž magnetskog polja, omogućujući nam određivanje smjera međuzvjezdanog magnetskog polja analizom mikrovalnog zračenja.
"Usporedba je pokazala međusobno poravnavanje tri različite vrste međuzvjezdane materije. Promatrane strukture neutralnih atoma vodika i ionizirane materije protežu se duž magnetskog polja koje je u ovom djeliću naše galaksije vrlo pravilno. Ovakvo međusobno poravnavanje vidimo po prvi put i ukazuje da organizirano magnetsko polje naše galaksije ima puno veću ulogu u formiranju struktura međuzvjezdane materije od turbulentnog magnetskog polja, povezanog s nepravilnim vrtložnim gibanjima", objasnio je prvi i dopisni autor objavljenog rada dr. sc. Vibor Jelić s Instituta Ruđer Bošković. "Ipak, trebamo biti oprezni s uopćavanjem zaključka“, nadodao je dr. Jelić i dalje obrazložio: "Analiza je provedena na jako malom djeliću naše galaksije, koje na nebeskoj sferi odgovara 25 kvadratnih stupnjeva, odnosno stalo bi 100 punih Mjeseca unutar ovog polja. Da bi bili sigurni u naše tvrdnje vezane za ulogu organiziranog magnetskog polja u formiranju struktura međuzvjezdane materije u našoj galaksiji, planiramo provesti istraživanje na puno većem dijelu neba", zaključio je dr. Jelić.
Više informacija o objavljenom radu pronađite putem poveznica:
Jelić et al. 2018 - https://doi.org/10.1051/0004-6361/201833291
Jelić et al. 2015 - https://doi.org/10.1051/0004-6361/201526638