Астрономия

Майдони магнитии вектори ҷисми астрофизикиро чӣ тавр чен мекунад?

Майдони магнитии вектори ҷисми астрофизикиро чӣ тавр чен мекунад?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Сатҳи майдони магнитӣ бо истифодаи тақсимоти Зееман чен карда мешавад. Ин яке аз роҳҳои чен кардани шиддати майдони магнитии Офтоб мебошад. Акнун, чӣ гуна як майдони магнитии векториро чен мекунад? Майдони магнитии векторӣ = Магнитӣ ва ҷузъҳои он.


Бо истифода аз спектрополяриметр майдони Магнитии векториро чен кардан мумкин аст.

Спектрополяриметре, ки дар асоси модулятори ферроэлектрикии моеъ-булӯр тавсиф шудааст. Системаи оптикӣ бо модулатсияи фазоии мавқеъҳои ҷузъҳои тақсимшавии Зееман хусусияти хоси ин асбоб мебошад. Дар муқоиса бо асбобҳои шинос, спектрополяриметр таҳияшуда ҷараёни рӯшноиро самараноктар истифода мебарад ва танҳо як массиви фотодетекторро дар бар мегирад. Намунаи он як спектрополяриметри амалкунандае мебошад, ки дар расадхонаи офтобии Саян таҳия шудааст. Сметаҳои муқоисавии садоҳо дар ҳолатҳои гуногуни корӣ оварда шудаанд.

(Истинод: Колобов, Д.Я., Кобанов, Н.И. & Григорьев, В.М. Instrum Exp Tech (2008) 51: 124. https://doi.org/10.1134/S0020441208010156)


Астрономҳо майдонҳои магнитиро дар канори сурохи сиёҳи M87 тасвир мекунанд

Расадхонаи MIT Haystack яке аз 13 муассисаҳои ҷонибҳои манфиатдор мебошад, ки ҳамкории Event Horizon Telescope (EHT) -ро ташкил медиҳанд, ки аввалин бор тасвири сурохи сиёҳро ба вуҷуд овард. EHT имрӯз назари нави объекти азимро дар маркази галактикаи M87 ошкор кард: чӣ гуна он дар рӯшноии қутбӣ ба назар мерасад. Ин бори аввал астрономҳо тавонистанд поляризатсияро, имзои майдонҳои магнитиро, ки ба канори сурохи сиёҳ наздиканд, чен кунанд. Мушоҳидаҳо калиди тавзеҳ додани онанд, ки чӣ гуна галактикаи M87, ки дар масофаи 55 миллион соли нур ҷойгир аст, қодир аст ҳавопаймоҳои энергетикиро аз ҳастаи худ сар диҳад.

Донишманди Пажӯҳишгоҳи Ҳейстак Винсент Фиш гуфт, “садҳо нафар дар саросари ҷаҳон дар ҳамкории EHT, аз ҷумла олимон ва муҳандисони Haystack, барои таҳқиқи нақши майдонҳои магнитӣ дар ташаккули ҳавопаймоҳо дар атрофи сӯрохиҳои сиёҳ хеле заҳмат кашиданд. Оё майдонҳои магнитӣ метавонанд дар болои кашиши шадиди вазнинӣ афзоиш ёбанд? Маълумоти мо посух медиҳад. ”

10 апрели соли 2019, олимон аввалин тасвири сӯрохи сиёҳро нашр карданд, ки сохтори дурахшони ба ҳалқа монандро бо минтақаи марказии торик - сояи сӯрохи сиёҳ нишон доданд. Аз он вақт, ҳамкории EHT маълумоти амиқро дар бораи объекти супермассивӣ дар маркази галактикаи M87, ки соли 2017 ҷамъ оварда шудааст, амиқтар омӯхтанд. Онҳо нишон доданд, ки ҳалқаи маъруфи нур дар канори сӯрохи сиёҳи M87 дар болои ҳалқа поляризатсия шудааст.

"Астрономҳо воситаи наверо барои омӯзиши магнитизми сурохи сиёҳ бо тасвири мустақими поляризатсияи нур ба даст оварданд ва & # 8221 мефаҳмонад Казунори Акияма, ҳамоҳангсози EHT Imaging WG ва олими илмӣ дар расадхонаи Хейстак. "Ин корнамоии барҷастаи телескопи Event Horizon воқеан бо талошҳои солҳои байналмилалӣ барои рушди техникаи муосир дар ҳама марҳилаҳои коркарди комплексии сигналҳо, аз телескопҳо то тасвирҳо ба даст оварда шудааст. & # 8221

Ҳангоми аз филтрҳои муайян гузаштан, ба монанди линзаҳои айнаки офтобии поляризатсияшуда ё ҳангоми дар минтақаҳои гарми фазо паҳн шудани нур, поляризатсия мешавад. Ҳамин тавр, айнаки офтобии поляризатсияшуда танҳо самти мушаххаси майдони электриро аз шуоъҳои офтоб интиқол медиҳад, астрономҳо метавонанд бо истифода аз поларизаторҳои дар телескопҳояшон насбшуда дар бораи самти барқии нур аз фазои кайҳон маълумот гиранд. Махсусан, поляризатсия ба астрономҳо имкон медиҳад, ки хатҳои майдони магнитиро, ки дар канори ботинии сурохи мавҷуданд, харита диҳанд.

& # 8220Поляризатсия воситаи пуриқтидорест, ки барои астрономҳо барои таҳқиқи шароити физикӣ дар яке аз муҳити шадидтарин дар коинот дастрас аст. Он метавонад на танҳо дар бораи қувва ва ориентировкаи майдонҳои магнитӣ, балки инчунин то чӣ андоза фармоишӣ будани ин майдонҳо ва эҳтимолан ҳатто чизе дар бораи он чизи дигаре, ки дар байни мо ҷойгир аст ва маводе, ки мавҷҳои радио мебарорад, маълумот диҳад », гуфт Колин. Лонсдэйл, директори расадхонаи MIT Haystack ва раиси Шӯрои телескопи Event Horizon.

Ҷаҳишҳои дурахшони энержӣ ва моддаҳое, ки аз ҳастаии M87 берун меоянд ва аз маркази он ҳадди аққал 5000 соли рӯшноиро дароз мекунанд, яке аз хусусиятҳои пурасрор ва энергетикии галактика мебошанд. Аксар моддаҳое, ки ба лаби сӯрохи сиёҳ наздиканд, меафтанд. Аммо баъзе зарраҳои атроф аз лаҳзаҳои пеш аз гирифтор шудан гурехта, ба шакли ҳавопаймо ба фазо парвоз мекунанд.

Астрономҳо ба моделҳои гуногуни он такя кардаанд, ки чӣ гуна модда дар назди сурохи сиёҳ рафтор мекунад, то ин равандро беҳтар дарк кунад. Аммо онҳо ҳанӯз дақиқ намедонанд, ки чӣ гуна ҳавопаймоҳои бузургтар аз галактика аз минтақаи марказии он, ки андозаи Системаи Офтоб хурданд, хурданд ва чӣ гуна маҳз ба сурохи сиёҳ меафтад. Бо тасвири нави EHT сурохи сиёҳ ва сояи он дар рӯшноии қутбӣ, мунаҷҷимон аввалин бор тавонистанд ба минтақае, ки дар беруни сӯрохи сиёҳ воқеъ аст, дар он ҷое, ки ин ҳамкории байни моддаҳои равон ва хориҷ шудан аст, сурат гирад.

Мушоҳидаҳо дар бораи сохтори майдонҳои магнитӣ берун аз сурохи сиёҳ маълумоти нав медиҳанд. Гурӯҳ муайян кард, ки танҳо моделҳои назариявии дорои гази сахт магнитӣ метавонанд чизеро, ки дар уфуқи ҳодиса мебинанд, шарҳ диҳанд.

"Тасвирҳои нави қутбсозӣ нишон медиҳанд, ки ҳавопаймои пурқувват тавассути ҷараёни плазма ба вуҷуд омадааст, ки онро майдонҳои магнитӣ дар наздикии сӯрохи сиёҳ боздошт намуда, ба кашиши ҷозибаи шадиди он муқовимат мекунанд", - шарҳ дод Котаро Морияма, узви хориҷаи постдокторалии Ҷамъияти Ҷопон оид ба пешбурди Илм дар расадхонаи Ҳейстак.

Барои мушоҳида кардани дили галактикаи M87, ҳамкорӣ ҳашт телескопро дар саросари ҷаҳон, аз ҷумла ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) ва APEX (Atacama Pathfinder Experiment), дар шимоли Чили, барои сохтани телескопи виртуалии андозаи Замин пайваст кард. , EHT. Қарори таъсирбахше, ки бо EHT ба даст оварда шудааст, ба он баробар аст, ки барои чен кардани дарозии корти кредитӣ дар сатҳи Моҳ зарур аст.

& # 8220ALMA дар тамоми раванд нақши марказӣ дорад: он барои муттаҳид сохтани массиви EHT дар марказ ҷойгир аст ва инчунин ҳассостарин телескопи массив аст, аз ин рӯ барои истифодаи бештари маълумоти EHT ҳалкунанда аст ». Ҷеоф Экип, Олими Пажӯҳишгоҳи Ҳейстак. & # 8220 Илова бар ин, солҳои кор дар таҳлили поляриметрии ALMA назар ба оне ки мо тасаввур карда будем, хеле зиёдтар буд. & # 8221

Ин қарор ба гурӯҳ имкон дод, ки сояи сӯрохи сиёҳ ва ҳалқаи рӯшноиро дар атрофи он мустақиман мушоҳида кунад, бо тасвири нави поляризатсияшудаи равшан равшан нишон медиҳад, ки ҳалқа магнит шудааст. Натиҷаҳо имрӯз дар ду ҳуҷҷати алоҳида дар Маҷаллаи Astrophysical Journal аз ҷониби ҳамкории EHT. Дар тадқиқот зиёда аз 300 муҳаққиқон аз ташкилотҳо ва донишгоҳҳои гуногун дар саросари ҷаҳон иштирок карданд.

Коғази сеюм, & # 8220Полиметриметрии ҳадафҳои телескопи Event Horizon аз ALMA, & # 8221 инчунин дар Astrophysical Journal Letters таҳти роҳбарии Сириако Годди, донишманди Донишгоҳи Радбуд ва Расадхонаи Лейден, Нидерланд ва аз ҷумла Олимони Пажӯҳишгоҳи Haystack нашр шудааст Ҷеоф Кру ва Линн Мэтьюз ва дар асоси маълумоти ALMA.

Визуалии таркибии M87 ва ҳалқа дар поляризатсия

Годди гуфт: "Маълумоти ALMA ҳамзамон бо мушоҳидаҳои VLBI, ки моҳи апрели соли 2017 бо EHT (ва GMVA) гузаронида шуда буданд, ба ин маъно ба даст оварда шуданд, ки ин" маҳсулоти иловагии "амалиёти VLBI мебошанд. Маълумоти ALMA барои калибровкакунӣ, тасвир ва тафсири мушоҳидаҳои поляризатсияи EHT, маҳдудиятҳои қатъӣ дар моделҳои назариявӣ, ки чӣ гуна рафтор кардани материяро дар назди уфуқи ҳодисаҳои сиёҳи сиёҳ таъмин карданд, муҳим буданд. Ин маълумот инчунин тавсифи сохтори майдони магнитиро дар баробари ҳавопаймоҳои қавии релятивистӣ, ки аз галактикаи M87 хеле баландтаранд, фароҳам меорад. Маълумоти якҷоя аз EHT ва ALMA ба олимон имкон медиҳад, ки нақши майдонҳои магнитиро аз наздикии уфуқи ҳодиса то фаротар аз галактикаи M87 тавассути ҳавопаймоҳои қавии релятивистии он (дар тарозуи ҳазорсолаҳо) муайян кунанд. "

Экипаж илова кард, & # 8220ALMA фосила дар ҳалли байни қатъномаи ултра баландии массиви VLBI ва бо дигар усулҳои ченкунӣ ба даст оварда мешавад. Дар якҷоягӣ, ин боигарии маълумоти нави полариметрӣ бояд ба мо имкон диҳад, ки дар фаҳмидани ин объекти ҷолиб муваффақ шавем. & # 8221


Астрономҳои Ҳарвард, Смитсон ба гирифтани акси аввалини майдонҳои магнитии Сӯрохи сиёҳ кумак мекунанд

Ин бори аввал аст, ки олимон майдонҳои магнитиро, ки ба сурохии сиёҳ наздиканд, тасвир мекунанд.

Кембриҷ, MA - Ҳозир астрономҳо намуди нави сӯрохи сиёҳи азимҷусса дар маркази галактикаи M87 -ро ба даст оварданд. Тасвирҳое, ки имрӯз бо ҳамкории телескопи Event Horizon (EHT) нашр шудаанд, нишон медиҳанд, ки чӣ гуна сурохии сиёҳ, ки тақрибан 55 миллион соли нур дар масофаи дур аст, дар рӯшноии қутбӣ пайдо мешавад.

Тасвир нишон медиҳад, ки астрономҳо бори аввал поляризатсияро нишон медиҳанд, ки ин нишонаи майдонҳои магнитӣ аст, то ба дами сӯрохи сиёҳ наздик аст.

Олимон то ҳол намефаҳманд, ки чӣ гуна майдонҳои магнитӣ - минтақаҳое, ки магнетизм ба ҳаракати материя таъсир мерасонад - ба фаъолияти сурохиҳои сиёҳ чӣ гуна таъсир мерасонанд. Оё онҳо ба даҳони гуруснаи сӯрохиҳои сиёҳ равона кардани материя кӯмак мекунанд? Оё онҳо метавонанд ҳавопаймоҳои пурасрори энергияро, ки аз ядрои галактика берун мешаванд, шарҳ диҳанд?

"Мо ҳоло як далели муҳими навбатиро мебинем, то фаҳмем, ки чӣ гуна майдонҳои магнитӣ дар атрофи сӯрохиҳои сиёҳ рафтор мекунанд ва чӣ гуна фаъолият дар ин минтақаи хеле паймонаи фазо метавонад ҳавопаймоҳои пуриқтидорро, ки аз галактика хеле дуртаранд, пеш барад" мегӯяд Моника Моцибродзка, ҳамоҳангсози Гурӯҳи кории EHT Polarimetry ва ассистенти Донишгоҳи Радбуди Ҳолланд

Дар ду таҳқиқоте, ки имрӯз дар The Astrophysical Journal Letters нашр шудааст, астрономҳои EHT бозёфтҳои охирини худро ошкор мекунанд ва чӣ гуна майдонҳои магнитӣ метавонанд ба сӯрохи сиёҳ дар маркази M87 таъсир расонанд.

"Яке аз омилҳои асосии илмии EHT фарқ кардани конфигуратсияҳои гуногуни майдони магнитӣ дар атрофи сурохи сиёҳ аст" мегӯяд Анжело Рикарте, ҳаммуаллиф ва муҳаққиқ дар Маркази астрофизика | Ҳарвард & amp Smithsonian. "Поляризатсия яке аз мустақимтарин зондҳои майдони магнитиест, ки табиат таъмин мекунад."

Ҳамкории EHT зиёда аз даҳ сол аст, ки объекти супермассивиро дар маркази M87 меомӯзад. Дар моҳи апрели соли 2019, вақте ки онҳо аввалин симои сурохии сиёҳро ошкор карданд, меҳнати даста самараи хуб бахшид. Аз он вақт инҷониб, олимон ба маълумот амиқтар сарфаҳм рафта, дармеёбанд, ки як қисми назарраси нур дар атрофи сурохи сиёҳи M87 поляризатсия шудааст.

Ҳангоми аз филтрҳои муайян гузаштан, ба монанди линзаҳои айнаки офтобии поляризатсияшуда ё вақте ки дар минтақаҳои гарми фазо, ки магнитнок мешаванд, нур поляризатсия мешавад. Ба ҳамин тариқ, айнаки офтобии поляризатсияшуда ба мо кӯмак мекунад, ки бо кам кардани инъикосҳо ва дурахшон аз сатҳҳои дурахшон беҳтар намоем, астрономҳо метавонанд назари худро дар бораи сӯрохи сиёҳ бо дидани чӣ гуна нуре, ки аз он ҷо пайдо мешавад, поляризатсия кунанд. Махсусан, поляризатсия ба астрономҳо имкон медиҳад, ки хатҳои майдони магнитиро, ки дар канори ботинии сурохи мавҷуданд, харита диҳанд.

"Барои ба даст овардани эътимод ба таҳлили худ, мо то панҷ усули мушаххаси калибровкаи маълумот ва барқароркунии тасвирҳои полариметриро истифода бурдем" мегӯяд Макиек Вилгус, муҳаққиқи ташаббуси сиёҳи сӯрохи Ҳарвард ва Маркази астрофизика (CfA), ки дар дар омӯзиш. "Ин саъйи бузурги даста натиҷа дод, зеро мо мутобиқати хеле хубро байни натиҷаҳои ба даст овардашуда бо тамоми усулҳои гуногун пайдо кардем."

"Тасвирҳои поляризатсияшудаи тозанашр калиди дарки ҳавопаймоҳои пуриқтидоре мебошанд, ки аз ин минтақа партофта мешаванд" мегӯяд аъзои EHT Collaboration Эндрю Чаэл, узви Хаббл дар Маркази илмҳои назариявии Принстон ва Ташаббуси вазнинии Принстон дар ИМА

Яке аз хусусиятҳои асроромези M87 як ҳавопаймои дурахшони материя ва энергия мебошад, ки аз ҳастаи он баромада, ҳадди аққал 100,000 соли нурро дар бар мегирад. Аксар моддаҳое, ки ба лаби сӯрохи сиёҳ наздиканд, меафтанд. Аммо баъзе зарраҳои атроф аз лаҳзаҳои пеш аз гирифтор шудан гурехта, ба шакли ин ҳавопаймоҳо ба фазо дур мешаванд.

Астрономҳо намедонанд, ки чӣ гуна реактивҳо аз худи галактика калонтар аз ядрои он сар дода мешаванд ва чӣ гуна танҳо баъзе материяҳо ба сӯрохи сиёҳ меафтанд.

Ҳоло, бо тасвири нави сурохии сиёҳ дар рӯшноии қутбӣ, гурӯҳ мустақиман ба минтақае, ки дар беруни сурохи сиёҳ воқеъ аст, нигаронида шудааст, ки ин ҳамкории байни моддаҳои воридшаванда ва хориҷшаванда ба амал меояд.

Мушоҳидаҳо дар бораи сохтори майдонҳои магнитӣ берун аз сӯрохи сиёҳ маълумоти нав медиҳанд ва нишон медиҳанд, ки танҳо моделҳои назариявие, ки дорои гази пурқувват ҳастанд, метавонанд фаҳмонанд, ки астрономҳо дар уфуқи ҳодиса чӣ чизҳоро мебинанд.

"Майдонҳои магнитӣ барои пайваст кардани сӯрохиҳои сиёҳ ба плазмаи тафсон дар атрофи онҳо назария доранд", мегӯяд Даниэл Палумбо, ҳаммуаллиф ва пажӯҳишгари Маркази астрофизика. "Фаҳмидани сохтори ин майдонҳо қадами аввалини фаҳмидани он аст, ки чӣ гуна аз чарх задани сӯрохиҳои сиёҳ барои тавлиди ҳавопаймоҳои пурқувват энергия гирифта мешавад.

Барои мушоҳида кардани дили галактикаи M87, ҳамкории EHT ҳашт телескопро дар саросари ҷаҳон, аз ҷумла массиви субмиллиметрии расадхонаи Смитсонии Астрофизикии Смитсония, барои сохтани телескопи виртуалии андозаи Замин пайваст кард. Қарори таъсирбахши бо EHT ба даст овардашуда ба оне, ки барои тасвири корти кредитӣ дар рӯи Моҳ зарур аст, баробар аст.

Ин қудрати бесобиқаи ҳалкунанда ба гурӯҳ имкон дод, ки сӯрохи сиёҳро бо нури поляризатсия мустақиман мушоҳида карда, ҳузури майдони магнитии сохташударо дар наздикии уфуқи рӯйдодҳо нишон диҳад.

Доминик Пессе, пажӯҳишгари CfA ва ҳаммуаллифи таҳқиқот мегӯяд: "Ин аввалин тасвири поларизатсияи сурохи сиёҳ дар M87 танҳо ибтидо аст". "Ҳангоми афзоиш ёфтани EHT, мушоҳидаҳои оянда расмро такмил медиҳанд ва ба мо имкон медиҳанд, ки чӣ гуна сохтори майдони магнитиро бо мурури замон тағир диҳем."

Шеперд Дулеман, директори бунёди EHT илова намуд, "Ҳоло ҳам мо як EHT-и насли навро таҳия карда истодаем, ки ба мо имкон медиҳад, ки аввалин филмҳои сурохии сиёҳро ба навор гирем. Дар кинотеатри ҳақиқии сиёҳ дар назар бошед."

Ҳамкории EHT зиёда аз 300 муҳаққиқонро аз саросари ҷаҳон дар бар мегирад ва 30 нафар олимон ва муҳандисони Маркази астрофизикаро дар бар мегирад | Ҳарвард & amp Smithsonian.

Дар бораи ҳамкории телескопи Horizon (EHT)

Ҳамкории EHT зиёда аз 300 муҳаққиқонро аз Африқо, Осиё, Аврупо, Амрикои Шимолӣ ва Ҷанубӣ дар бар мегирад. Ҳамкории байналмилалӣ барои ба даст овардани аксҳои муфассали сурохии сиёҳи сиёҳ, ки то ҳол тавассути сохтани телескопи виртуалии андозаи Замин ба даст омадааст, кор бурда истодааст. Бо дастгирии сармоягузории назарраси байналмилалӣ, EHT телескопҳои мавҷударо бо истифода аз системаҳои нав мепайвандад - як асбоби принсипан навро бо қудрати баландтарини ҳалли кунҷӣ, ки ҳанӯз ба даст оварда шудааст, эҷод мекунад.

Телескопҳои инфиродии ҷалбшуда инҳоянд: ALMA, APEX, телескопи IRAM 30-метра, расадхонаи IRAM NOEMA, телескопи Ҷеймс Клерк Максвелл, телескопи калони миллиметр, массиви субмиллиметр, телескопи субмиллиметр, қутби ҷанубӣ, телескопи қуллаи Китт. ва телескопи Гренландия.

Консорсиуми EHT аз 13 муассисаи манфиатдор иборат аст: Институти астрономия ва астрофизикаи Academia Sinica, Донишгоҳи Аризона, Маркази астрофизика | Ҳарвард & amp Смитсониан, Донишгоҳи Чикаго, Расадхонаи Осиёи Шарқӣ, Гёте-Университети Франкфурт, Институти Радиоастрономияи Миллиметрик, Телескопи Миллиметр, Институти Макс Планк оид ба Радио Астрономия, Расадхонаи MIT Haystack, Расадхонаи Миллии Астрономӣ, Институти Физикӣ ва Донишгоҳи Рэдбуд.

Дар бораи Маркази астрофизика | Ҳарвард & amp Smithsonian


Ин Роҳи Каҳкашон & Майдони Магнитӣ аст & # 8217s

Галактикаи Роҳи Каҳкашон майдони магнитии худро дорад. Он дар муқоиса бо Замин ҳазорҳо маротиба заиф аст, дарвоқеъ заиф аст & # 8217; Аммо астрономҳо мехоҳанд, ки дар бораи он маълумоти бештар гиранд, зеро он метавонад ба мо дар бораи пайдоиши ситораҳо, шуоъҳои кайҳонӣ ва як қатор равандҳои дигари астрофизикӣ нақл кунад.

Гурӯҳи астрономҳо аз Донишгоҳи Куртин дар Австралия ва CSIRO (Созмони Тадқиқоти илмӣ ва саноатии Иттиҳод) майдони магнитии Роҳи Каҳкашонро омӯхтанд ва онҳо мукаммалтарин каталоги ченакҳои майдони магнитии Каҳкашон & # 8217s -ро нашр карданд дар 3D.

Коғаз чунин ном дорад & # 8220Марҳилаи пасти басомади гардиши Фарадей ба сӯи пулсарҳо бо истифодаи LOFAR: санҷиши майдони магнитии галотаи 3D Galactic. & # 8221 Он дар Моҳонаи Огоҳиҳои Ҷамъияти Астрономии Шоҳӣ дар моҳи апрели соли 2019 нашр шудааст. Муаллифи асосӣ доктор Шарлотт мебошад Собей, шарики донишгоҳи Донишгоҳи Куртин. Ба ин гурӯҳ олимони Канада, Аврупо ва Африқои Ҷанубӣ шомиланд.

Гурӯҳ бо LOFAR ё Array Low Frequency, як радиотелескопи аврупоӣ кор кардааст. LOFAR дар басомадҳои радио аз 250 МГс кор мекунад ва аз антеннаҳои зиёде иборат аст, ки дар масоҳати 1500 км дар Аврупо паҳн шуда, ядрои он дар Нидерландия ҷойгир аст.

& ltClick to Enlarge> Сомонаҳои LOFAR дар саросари Аврупо паҳн карда шудаанд, бо маркази марказии он дар Нидерландия. Кредити тасвирӣ: LOFAR

Гурӯҳ каталоги калонтаринро то санаи қувваи майдони магнитӣ ва самтҳо ба сӯи пулсарҳо ҷамъ овард. Бо ин маълумот дар даст, онҳо тавонистанд Роҳи Каҳкашонро коҳиш додани қувваи майдонро бо масофа аз ҳамвории галактика, ки силоҳҳои спиралӣ дар онанд, ҳисоб кунанд.

Дар як эълони матбуотӣ, муаллифи пешбар Собей гуфт: & Мо пулсарҳоро барои самаранок санҷидани майдони магнитии Galaxy & # 8217s дар 3-D истифода кардем. Пулсарҳо дар тамоми Каҳкашон тақсим карда мешаванд ва мавод дар Галактика ба партоби радио мавҷҳои онҳо таъсир мерасонад. & # 8221

Электронҳои озод ва майдони магнитӣ дар Галактикаи мо байни пулсар ва мо ба мавҷҳои радио, ки аз ҷониби пулсар бароварда мешаванд, таъсир мерасонанд. Дар як мусоҳибаи почтаи электронӣ бо доктор Собей, ӯ ба мо гуфт, & # 8220 Ҳарчанд ин таъсирҳоро барои омӯхтани сигналҳои пулсарҳо ислоҳ кардан лозим аст, онҳо дарвоқеъ барои пешниҳоди маълумот дар бораи галактикаи мо муфиданд, ки дар акси ҳол ба даст овардан ғайриимкон аст. & # 8220 # 8221

Тасвири пулсар. Пулсарҳо қади меҳвари магнитӣ энергияи электромагнитӣ мебароранд. Кредити тасвирӣ: Лабораторияи консептуалии тасвири маркази парвозии NASA / Goddard

Вақте ки мавҷҳои радиои pulsar & # 8217s тавассути галактика ҳаракат мекунанд, онҳо аз ҳисоби дахолати электронҳои озод таҳти таъсире бо номи парокандагӣ қарор мегиранд. Ин маънои онро дорад, ки мавҷҳои радиои басомади баландтар нисбат ба мавҷҳои басомади поёнӣ зудтар мерасанд. Маълумот аз LOFAR ба астрономҳо имкон медиҳад, ки ин фарқро чен кунанд, ки онро & # 8220dispersion chora & # 8221 ё DM меноманд. ДМ ба астрономҳо мегӯяд, ки дар байни мо ва пулсар чӣ қадар электронҳои озод мавҷуданд. Агар ИМ баландтар бошад, ин маънои онро дорад, ки пулсар дуртар аст ё муҳити байни ситорагон зичтар аст.

Ин танҳо яке аз омилҳои ченкунии майдони магнитии Роҳи Каҳкашон аст & # 8217; Дигарӣ зичии электронҳо ва майдони магнитии муҳити байни ситораҳоро дар бар мегирад.

Парокандаҳои пулсар аксар вақт поляризатсия мешаванд ва вақте ки нури поляризатсия тавассути плазма бо майдони магнитӣ ҳаракат мекунад, ҳавопаймо давр мезанад. Ин & # 8217s номида мешавад Ротатсияи Фарадей ё Таъсири Фарадей. Радиотелескопҳо ин гардишро чен карда метавонанд ва онро ченаки гардиши Faraday (RM) меноманд. Тибқи гуфтаи доктор Собей, & # 8220Ин ба мо шумораи электронҳои озод ва қувваи майдони магнитиро ба хатти дид баробар ва инчунин самти холисро мегӯяд. RM-и мутлақ калонтар аз ҳисоби масофаи калон ё ба самти Галактика электронҳои бештар ва / ё қувваи бузурги майдонро дар назар дорад. & # 8221

Бо он маълумоте, ки дар даст доранд, пас муҳаққиқон шиддати миёнаи майдони магнитии Роҳи Каҳкашон ба сӯи ҳар як пулсарро дар каталог бо роҳи тақсимоти чархзанӣ ба андозаи дисперсия ҳисоб карданд. Ва ин & # 8217s, ки чӣ тавр онҳо харитаро эҷод карданд. Ҳар як ченкунии якпули пулсар як нуқтаи харита мебошад. Тавре ки доктор Собей ба Universe Today гуфтааст, & # 8220Ба даст овардани ин ченкуниҳо барои миқдори зиёди пулсарҳо (ки ченакҳо ё тахминҳо доранд) ба мо имкон медиҳад харитаи сохтори зичии электрони Галактикӣ ва майдони магнитиро дар 3-D навсозӣ намоем. & # 8221

Намоиш дар бораи он, ки чӣ гуна Галактикаи мо ба осмон менигарад, агар мо майдонҳои магнитиро дидем. Ҳамвории Галактика ба воситаи уфуқӣ аз миёна мегузарад ва самти маркази Галактика мобайни харита мебошад. Рангҳои сурх-гулобӣ шиддати афзояндаи майдони магнитии галактикиро нишон медиҳанд, ки самт ба сӯи Замин нигаронида шудааст. Рангҳои кабуд-арғувон шиддатнокии афзояндаи майдони магнитии галактикиро нишон медиҳанд, ки самташон аз Замин дур аст. Замина нишон медиҳад, ки сигнал бо истифода аз манбаъҳои берун аз Galaxy мо барқарор карда шудааст. Нуқтаҳо ченакҳои ҷории пулсарҳоро нишон медиҳанд. Дар хиёбонҳо ченакҳои ин кор бо истифода аз мушоҳидаҳои пульсари LOFAR нишон дода мешаванд. Кредити тасвирӣ: Собей ва дигарон, 2019.

Пас доштани харитаи сохтори магнитии Каҳкашон & # 8217s дар 3D чӣ фоида дорад?

Соҳаи магнитии галактика & # 8217s ба ҳама гуна равандҳои астрофизикӣ дар миқёси гуногуни қувва ва масофа таъсир мерасонад.

Майдони магнитӣ роҳеро, ки нурҳои кайҳонӣ пайравӣ мекунанд, ташаккул медиҳад. Ҳамин тавр, вақте астрономҳо манбаи дури шуоъҳои кайҳониро меомӯзанд, ба монанди ядрои фаъоли галактикӣ (AGN), донистани қувваи майдони магнитӣ метавонад ба онҳо дарк кардани объекти омӯзиши онҳо кӯмак кунад.

Майдони магнитии галактика & # 8217s низ дар пайдоиши ситора нақш мебозад. Гарчанде ки таъсири он пурра фаҳмида нашудааст, қувваи майдони магнитӣ метавонад ба абрҳои молекулавӣ таъсир расонад. Тавре ки доктор Собей ба UT гуфтааст, & # 8220Дар миқёси хурдтар (бо тартиби парсекҳо), майдонҳои магнитӣ дар пайдоиши ситора нақш мебозанд, ва майдоне дар абри молекулавӣ майдони хеле заиф ё қавӣ эҳтимолан фурӯ рафтани абрро ба ситора бозмедорад система. & # 8221

Доктор Собей дар телескоп хунук мешавад. Қарзи тасвир: CSIRO

Ин каталоги нав ба мушоҳидаҳои 137 пулсар дар осмони шимолӣ асос ёфтааст. Муаллифон мегӯянд, ки каталоги онҳо & # 8220 дақиқии ченакҳои мавҷудаи RM -ро ба ҳисоби миёна ба ҳисоби миёна 20 & # 8230 & # 8221 такмил медиҳад. Онҳо инчунин мегӯянд & # 8220 Умуман, каталоги ибтидоии пасти басомади мо дар бораи сохтори 3-юми магнитии Galactic маълумоти арзишманд медиҳад майдон. & # 8221

Аммо доктор Собей ҳанӯз харитаи қувваи майдони магнитии Роҳи Каҳкашонро ба охир нарасонидааст. Ҳоло вай Австралия ва Murchison Widefield Array -ро барои харитаи майдони магнитӣ дар осмони ҷанубӣ истифода мебарад. Ва ҳардуи ин кӯшиши харитасозӣ ба сӯи чизи беҳтаре оварда мерасонанд.

Таассуроти рассом дар бораи 5 км диаметри марказии антеннаҳои Array Square Kilometer (SKA). Қарзи тасвирӣ: SPDO / TDP / DRAO / Swinburne Astronomy Productions & # 8211 Дафтари таҳияи лоиҳаи SKA ва Swinburne Astronomy Production

Калонтарин радиотелескопи ҷаҳон ҳоло дар марҳилаи банақшагирӣ қарор дорад. Онро массиви квадратии километри (SKA) меномиданд ва он ҳам дар Австралия ва ҳам дар Африқои Ҷанубӣ сохта мешавад. Стансияҳои қабулкунандаи он аз маркази марказии он то 3000 километр (1900 мил) тӯл мекашанд. Андозаи азим ва масофаи байни қабулкунакҳо ба мо тасвирҳои баландтарин дар тамоми астрономияро медиҳад.

Дар як паёми CSIRO, доктор Собей гуфт, ки & # 8220Ман дар оянда кори худро ба сохтани илм бо телескопи СКА равона мекунам, ки ҳоло ба марҳилаи ниҳоии марҳилаи банақшагирӣ ворид мешавад. Яке аз ҳадафҳои дарозмуддати илми SKA ин инқилоб дар фаҳмиши галактикаи мо, аз ҷумла таҳияи харитаи муфассали сохтори галактикаи мо мебошад (ки ин дар дохили он ҷойгир аст!), Алахусус майдони магнитии он. & # 8221


Helical Motion

Вақте ки вектори суръат ба вектори майдони магнитӣ перпендикуляр нест, ҳаракати тобутӣ натиҷа медиҳад.

Ҳадафҳои омӯзишӣ

Шарҳҳоеро тавсиф кунед, ки ба ҳаракати вертолагии зарраи заряднок дар майдони магнитӣ оварда мерасонанд

Гирифтани калидҳо

Нуқтаҳои асосӣ

  • Пештар мо дидем, ки ҳаракати даврагӣ дар сурате пайдо мешавад, ки суръати зарраи заряднок ба майдони магнитӣ перпендикуляр бошад. Суръат ва энергияи кинетикии зарра доимӣ боқӣ мемонанд, аммо самтро дар ҳар як лаҳза қувваи магнитии перпендикуляр тағир медиҳад.
  • Агар суръат ба майдони магнитӣ перпендикуляр набошад, мо ҳангоми ҳисоб кардани худ танҳо ҷузъи v-ро, ки ба майдон перпендикуляр аст, баррасӣ мекунем.
  • Ҷузъи суръати параллел ба майдон бетаъсир аст, зеро қувваи магнитӣ барои ҳаракати параллел ба майдон сифр аст. Ин ҳаракати тобутро ба вуҷуд меорад.
  • Нархҳо метавонанд дар хатҳои майдон паҳн шаванд. Агар қувваи майдони магнитӣ дар самти ҳаракат афзоиш ёбад, майдон қуввае медиҳад, ки зарядҳоро суст ва ҳатто самти онҳоро баръакс мекунад. Ин ҳамчун оинаи магнитӣ маълум аст.

Шартҳои асосӣ

  • ҳаракати вертолёт: Ҳаракате, ки ҳангоми тавлиди як ҷузъи суръат аз ҷиҳати бузургӣ ва самт (яъне ҳаракати хатти рост) ҳосил мешавад, дар ҳоле, ки ҷузъи дигар бо суръат доимӣ аст, аммо дар самт якранг фарқ мекунад (яъне ҳаракати даврӣ). Ин суперпозисияи ҳаракати рост ва даврӣ мебошад.
  • оинаи магнитӣ: Конфигуратсияи майдони магнитӣ, ки шиддати майдон ҳангоми ҳаракат дар хатти майдон тағир меёбад. Таъсири оина ба тамоюли аз минтақаи майдони баланд баргаштани зарраҳои заряднок натиҷа медиҳад.

Helical Motion

Дар қисмати ҳаракати даврӣ мо ҳаракати зарраи заряднокро бо вектори майдони магнитӣ ба суръати зарра перпендикуляр ҳамбастагӣ тавсиф кардем. Дар ин ҳолат, қувваи магнитӣ инчунин ба суръат (ва албатта вектори майдони магнитӣ) дар ҳар лаҳзаи додашуда, ки дар натиҷа ҳаракати даврӣ ба амал меояд, перпендикуляр аст. Суръат ва энергияи кинетикии зарра доимӣ боқӣ мемонанд, аммо самтро дар ҳар як лаҳза қувваи магнитии перпендикуляр тағир медиҳад. ин ҳолатро дар сурати зарраи манфии заряднок дар майдони магнитии ба саҳифа равоншуда зуд баррасӣ мекунад.

Ҳаракати даврии зарраи заряднок дар майдони магнитӣ: Зарраи манфии заряднок дар ҳамвории саҳифа дар минтақае ҳаракат мекунад, ки майдони магнитӣ ба саҳифа перпендикуляр аст (аз ҷониби доираҳои хурд бо x & # 8217 тасвир шудаанд - ба монанди думҳошон тирҳо). Қувваи магнитӣ ба суръат перпендикуляр аст ва аз ин рӯ суръат ба самт тағир меёбад, аммо бузургӣ. Натиҷаҳои ҳаракати даврии ягона.

Агар суръат ба майдони магнитӣ перпендикуляр набошад-чӣ? Он гоҳ мо танҳо ҷузъи аз v ки ҳангоми ҳисоб кардани мо ба майдон перпендикуляр аст, то ки муодилаҳои ҳаракат чунин шаванд:

Ҷузъи суръати параллел ба майдон бетаъсир аст, зеро қувваи магнитӣ барои ҳаракати параллел ба майдон сифр аст. Ин ба ҷои ҳаракати даврӣ, ҳаракати вертилӣ (яъне, ҳаракати спиралӣ) -ро ба вуҷуд меорад.

нишон медиҳад, ки чӣ гуна электронҳо ба хатҳои майдони магнитӣ перпендикуляр ҳаракат намекунанд, хатҳои майдонро пайгирӣ мекунанд Ҷузъи суръати параллел ба хатҳо бетаъсир аст ва аз ин рӯ, зарядҳо дар хатҳои майдон чарх мезананд. Агар шиддати майдон дар самти ҳаракат зиёд шавад, майдон барои суст кардани зарядҳо (ва ҳатто самти онҳоро баръакс) қуввае ба амал оварда, як навъ оинаи магнитиро ташкил медиҳад.

Вертикал ва оинаҳои магнитӣ: Вақте ки зарраи заряднок аз рӯи хатти майдони магнитӣ ба минтақае ҳаракат мекунад, ки майдон мустаҳкамтар мешавад, зарра қувваеро ҳис мекунад, ки ҷузъи суръатро ба майдон параллел кам мекунад. Ин қувва ҳаракатро дар хатти майдон суст мекунад ва дар ин ҷо онро баръакс мекунад ва оинаи & # 8220магнитиро ташкил медиҳад. & # 8220

Ҳаракати зарраҳои заряднок дар майдонҳои магнитӣ бо чизҳои мухталиф, ба монанди Aurora Borealis ё Aurora Australis (чароғҳои шимолӣ ва ҷанубӣ) ва суръатфизоҳои зарраҳо алоқаманд аст. Зарраҳои зарядноке, ки ба хатҳои майдони магнитӣ наздик мешаванд, метавонанд ба ҷои убур аз хатҳо дар мадорҳои спиралӣ гиранд, тавре ки дар боло дида шуд. Масалан, баъзе шуоъҳои кайҳонӣ хатҳои майдони магнитии Заминро пайравӣ намуда, ба атмосфера дар наздикии қутбҳои магнитӣ ворид мешаванд ва ба воситаи ионизатсияи молекулаҳо дар атмосфера боиси чароғҳои ҷанубӣ ё шимолӣ мешаванд. Он зарраҳое, ки ба арзи миёнаи миёна наздик мешаванд, бояд хатҳои майдони магнитиро убур кунанд ва бисёре аз онҳо ба атмосфера роҳ наёбанд. Нурҳои кайҳонӣ ҷузъи радиатсияи замина мебошанд, бинобар ин, онҳо дар қутбҳо нисбат ба экватор миқдори зиёдтари радиатсия медиҳанд.

Зарраҳои заряди пуршитоб дар баробари Замин & # 8217s Magnetic Field Line: Электронҳо ва протонҳои энергетикӣ, ҷузъҳои шуоъҳои кайҳонӣ, аз Офтоб ва фазои амиқи кайҳонӣ аксар вақт хатҳои майдони магнитии Заминро мегузаранд, на аз болои онҳо. (Ба ёд оред, ки қутби магнитии шимолии Замин дар ҳақиқат қутби ҷануб аст аз ҷиҳати магнити барӣ.)


Маълумоти васеъ Расми 1 Хулосаи мушоҳидаҳои поляриметрии OTFMAP.

Сутунҳо, аз чап ба рост: дарозии мавҷҳои филтр, паҳнои маҷрои филтр, ҳалли кунҷии мушоҳидаҳо, суръати сканеркунӣ, марҳилаи скан, амплитудияи скан, давомнокии скан, шумораи маҷмӯи мушоҳидаҳои бадастомада ва вақти умумии мушоҳида дар манбаъ.

Маълумоти васеъ Расми 2 Андозагирии поляризатсияи якчанд минтақаи диски галактикӣ.

Сутунҳо, аз чап ба рост: минтақаи галактика, ориентираи майдони магнитии миёна, номуайянии самти майдони магнитӣ, дараҷаи поляризатсияи миёна, номуайянии дараҷаи поляризатсия.

Маълумоти васеъ Расми 3 Минтақаҳои физикӣ, ки ба самти майдони B ва дараҷаи поляризатсия асос ёфтаанд.

Гистограммаҳои P (а) ва PA (б) поляризатсия барои ченкунӣ бо P /σП. & gt 3. Барои PA поляризатсия се минтақаи алоҳида мавҷуданд, ки бо минтақаҳои ғарбӣ (норанҷӣ), шарқӣ (сурх) ва ками поляризатсия (сиёҳ) муайян карда мешаванд. Сарҳади ҳар як минтақа бо хатҳои рахдори амудии сиёҳ нишон дода шудааст. (в), Мукотибаи фазоии се минтақа, ки бо истифодаи тақсимоти PA муайян карда шудаанд, бо ҳамон рангҳо бо қитъаҳои дар нишон дода шудаанд б. Контурҳои шиддатнокии умумӣ тавре ки дар расми 1. нишон дода шудааст, поляризатсияи афсонавӣ 10% (сиёҳ) ва андозаи чӯбро 7,8 "(доираи сурх) нишон дода шудааст.

Маълумоти васеъ Расми 4 Майдони магнитии 50 "x 50" (0,8 x 0,8 kpc 2) марказии Centaurus A.

а, Ҷараёни умумӣ (миқёси рангҳо) бо самтҳои самти B-сатр (хатҳои сафед). б, Флюси қутбӣ (миқёси ранг) бо самти болоии майдони B (қабатҳои сафед). Як поляризатсияи афсонавӣ аз 5% (сиёҳ) ва андозаи чӯбчаи 7,8 "(доираи сурх) нишон дода шудааст.

Маълумоти васеъ Расми 5 Параметрҳои модели морфологии майдони магнитӣ.

Сутунҳо, аз чап ба рост: Параметрҳои озоди дар модели майдони магнитӣ истифодашаванда, аломатҳое, ки бо параметри озод алоқаманданд, ҳудуди тақсимоти ҳамвории пиор, арзиши медиании тақсимоти ақиб бо арзиши номуайянии 1σ.

Маълумоти васеъ Расми 6 Тақсимоти минбаъдаи модели морфологии майдони магнитӣ.

Истиноди таърифи параметрҳо, қаблҳои истифодашуда ва арзишҳои медианӣ дар Маълумоти васеъ нишон дода шудааст.

Маълумоти васеъ Расми 7 Харитаи поляризатсия ва параметрҳои физикӣ.

Ҳарорат (а) ва зичии сутун (б) харитаҳои Centaurus A бо самти болоии майдони B (дар ҳоле ки хатҳо) бо P /σП. & gt 2.5 ва PI /σPI > 2. Temperature contours start at 20 K increasing in steps of 0.5 K, and column density density contours start at log(NH+H2 [cm −2 ]) = 20.6 increasing in steps of 0.1. 12 CO(1-0) integrated line emission (в) and velocity dispersion (г.) of the warped disk of Centaurus A with overlaid B-field orientation (white lines) with P/σП. > 2.5 and PI/σPI > 2.

Extended Data Fig. 8 Polarized flux vs. total intensity plots.

P-I and PI-I plots at 89 μm vs temperature (a,b) and column density (c,d). The trend of the bulk of the P-I plot, P ∝ τ −1 , is shown as a black solid line in panels (а) and (в). The uncertainties of the debiased polarized intensity in plots (б) and (г.) are shown. The blue dotted vertical lines at I = 1000 and 2700 MJy sr −1 show the limits of the three physical regions found in this analysis. The black dotted lines in panels (б) and (г.) show the maximum expected polarization, P ∝ I 0 = 15, 6.5, and 1.5% for each of these physical regions, respectively.

Extended Data Fig. 9 Power-law index of plots from Fig. 5.

Columns, from left to right: Parameters of the y-axis used in each fit, regions of the galaxy used for the fit, power-law indexes for the parameters used in the x-axis T, NH+H2, ва σν, 12 CO(1-0).

Extended Data Fig. 10 Velocity dispersion of the outer and molecular disk.

12 CO(1-0) velocity dispersion histograms of the outer disk (red) and molecular disk (blue) as identified in Fig. 4. The median (solid line) and 1σ (dashed line) are shown for each physical structure. These values correspond to σv,12CO(1−0) = 18.4 ± 9.2 (km s −1 ), and σv,12CO(1−0) = 6.4 ± 6.0 (km s −1 ) for the molecular disk and outer disk, respectively.


The EHT collaboration involves more than 300 researchers from Africa, Asia, Europe, North and South America. The international collaboration is working to capture the most detailed black hole images ever obtained by creating a virtual Earth-sized telescope. Supported by considerable international investment, the EHT links existing telescopes using novel systems — creating a fundamentally new instrument with the highest angular resolving power that has yet been achieved.

The individual telescopes involved are: ALMA, APEX, the IRAM 30-meter Telescope, the IRAM NOEMA Observatory, the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), the Large Millimeter Telescope (LMT), the Submillimeter Array (SMA), the Submillimeter Telescope (SMT), the South Pole Telescope (SPT), the Kitt Peak Telescope, and the Greenland Telescope (GLT).

The EHT consortium consists of 13 stakeholder institutes: the Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, the University of Arizona, the University of Chicago, the East Asian Observatory, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Large Millimeter Telescope, Max Planck Institute for Radio Astronomy, MIT Haystack Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University and the Smithsonian Astrophysical Observatory.


Magnetic Reconnection in Astrophysical and Laboratory Plasmas

Magnetic reconnection is a topological rearrangement of magnetic field that converts magnetic energy to plasma energy. Astrophysical flares, from the Earth's magnetosphere to γ-ray bursts and sawtooth crashes in laboratory plasmas, may all be powered by reconnection. Reconnection is essential for dynamos and the large-scale restructuring known as magnetic self-organization. We review reconnection theory and evidence for it. We emphasize recent developments in two-fluid physics, and the experiments, observations, and simulations that verify two-fluid effects. We discuss novel environments such as line-tied, relativistic, and partially ionized plasmas, focusing on mechanisms that make reconnection fast, as observed. Because there is evidence that fast reconnection in astrophysics requires small-scale structure, we briefly introduce how such structure might develop. Several areas merit attention for astrophysical applications: development of a kinetic model of reconnection to enable spectroscopic predictions, better understanding of the interplay between local and global scales, the role of collisionless reconnection in large systems, and the effects of flows, including turbulence.


How does one measure vector magnetic field of astrophysical object? - Астрономия

We present a vector magnetic field map obtained on 7 December 2003, below and around a filament located not so far from the active region NOAA 517, whose one spot is also found on the map of 240× 340 arcsec. This region was itself located near the disk center, so that the longitudinal (resp. transverse) field is nearly the vertical (resp. horizontal) one. The THEMIS telescope was used in its spectropolarimetric multiline mode MTR ("MulTiRaies"). The noise level is 5-10 Gauss in the longitudinal field and 50-100 Gauss in the transverse field, while the pixel size is 0.45 arcsec. Fundamental ambiguity is not solved, and the atmosphere is assumed to be homogeneous. The magnetic field derivation method described in this paper was validated on eight test points submitted to the UNNOFIT inversion code, and the results are found in agreement within 14% discrepancy. Two main results appear on the map: (i) a strong spatial correlation between the longitudinal and transverse field resulting in an inclined field vector (making a most probable angle of 60° or 120° with the line-of-sight in the filament region) and (ii) homogeneity of the field direction (inclination and azimuth) in the filament region. Parasitic polarities were also detected: first those located at the filament feet, as theoretically expected, on the one hand and then weak opposite polarity regular patterns that appear between the network field (strong field at the frontiers of supergranules), on the other. The exact superimposition of the magnetic field map derived from the Fe I 6302.5 Å line and of the Hα map, which enabled association of the parasitic polarities with the filament feet, was possible because these two maps were simultaneously obtained, thanks to a unique facility available in the multiline mode of THEMIS.


Astronomers Measure Magnetic Fields at Sagittarius A*

In this artist’s conception, the black hole at the center of our galaxy is surrounded by a hot disk of accreting material. Blue lines trace magnetic fields. It found the fields in the disk to be disorderly, with jumbled loops and whorls resembling intertwined spaghetti. In contrast, other regions showed a much more organized pattern, possibly in the region where jets (shown by the narrow yellow streamer) would be generated. Credit: M. Weiss/CfA

Using the Event Horizon Telescope, astronomers have measured the magnetic fields just outside the event horizon of Sagittarius A* for the first time.

Most people think of black holes as giant vacuum cleaners sucking in everything that gets too close. But the supermassive black holes at the centers of galaxies are more like cosmic engines, converting energy from infalling matter into intense radiation that can outshine the combined light from all surrounding stars. If the black hole is spinning, it can generate strong jets that blast across thousands of light-years and shape entire galaxies. These black hole engines are thought to be powered by magnetic fields. For the first time, astronomers have detected magnetic fields just outside the event horizon of the black hole at the center of our Milky Way galaxy.

“Understanding these magnetic fields is critical. Nobody has been able to resolve magnetic fields near the event horizon until now,” says lead author Michael Johnson of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). The results appear in the December 4th issue of the journal Science.

“These magnetic fields have been predicted to exist, but no one has seen them before. Our data puts decades of theoretical work on solid observational ground,” adds principal investigator Shep Doeleman (CfA/MIT), who is assistant director of MIT’s Haystack Observatory.

A delightful comic illustrates how the Event Horizon Telescope can measure magnetic fields at our galaxy’s core. Credit: Event Horizon Telescope

This feat was achieved using the Event Horizon Telescope (EHT) – a global network of radio telescopes that link together to function as one giant telescope the size of Earth. Since larger telescopes can provide greater detail, the EHT ultimately will resolve features as small as 15 micro-arcseconds. (An arcsecond is 1/3600 of a degree, and 15 micro-arcseconds is the angular equivalent of seeing a golf ball on the moon.)

Such resolution is needed because a black hole is the most compact object in the universe. The Milky Way’s central black hole, Sgr A* (Sagittarius A-star), weighs about 4 million times as much as our Sun, yet its event horizon spans only 8 million miles – smaller than the orbit of Mercury. And since it’s located 25,000 light-years away, this size corresponds to an incredibly small 10 micro-arcseconds across. Fortunately, the intense gravity of the black hole warps light and magnifies the event horizon so that it appears larger on the sky – about 50 micro-arcseconds, a region that the EHT can easily resolve.

The Event Horizon Telescope made observations at a wavelength of 1.3 mm. The team measured how that light is linearly polarized. On Earth, sunlight becomes linearly polarized by reflections, which is why sunglasses are polarized to block light and reduce glare. In the case of Sgr A*, polarized light is emitted by electrons spiraling around magnetic field lines. As a result, this light directly traces the structure of the magnetic field.

Sgr A* is surrounded by an accretion disk of material orbiting the black hole. The team found that magnetic fields in some regions near the black hole are disorderly, with jumbled loops and whorls resembling intertwined spaghetti. In contrast, other regions showed a much more organized pattern, possibly in the region where jets would be generated.

They also found that the magnetic fields fluctuated on short time scales of only 15 minutes or so.

“Once again, the galactic center is proving to be a more dynamic place than we might have guessed,” says Johnson. “Those magnetic fields are dancing all over the place.”

These observations used astronomical facilities in three geographic locations: the Submillimeter Array and the James Clerk Maxwell Telescope (both on Mauna Kea in Hawaii), the Submillimeter Telescope on Mt. Graham in Arizona, and the Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) near Bishop, California. As the EHT adds more radio dishes around the world and gathers more data, it will achieve greater resolution with the goal of directly imaging a black hole’s event horizon for the first time.

“The only way to build a telescope that spans the Earth is to assemble a global team of scientists working together. With this result, the EHT team is one step closer to solving a central paradox in astronomy: why are black holes so bright?” states Doeleman.

EHT research at CfA and MIT is supported by supported by grants from the National Science Foundation and from the Gordon and Betty Moore Foundation. The Submillimeter Array (SMA) is a joint project between the Smithsonian Astrophysical Observatory and the Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics. The Submillimeter Telescope is part of the Arizona Radio Observatory, which is partially supported through the NSF University Radio Observatories program. The James Clerk Maxwell Telescope was operated by the Joint Astronomy Centre on behalf of the Science and Technology Facilities Council of the UK, the Netherlands Organization for Scientific Research, and the National Research Council of Canada. Funding for CARMA development and operations was supported by NSF and the CARMA partner universities.


Download

1 Introduction (pp1-4) [ pdf (25kb) ]

2 Jet acceleration in YSOs and AGN (pp5-27) [ pdf (1.4Mb) ]

this chapter also published as a paper

  • 2.1 Муқаддима
  • 2.2 Non-relativistic (YSO) jets
    • 2.2.1 Fluid equations
    • 2.2.2 Numerical solution
    • 2.2.3 Initial conditions
    • 2.2.4 Results
    • 2.2.5 Steady wind solution
    • 2.2.6 Terminal wind velocities as a function of heating rate
    • 2.3.1 Fluid equations
    • 2.3.2 Scaling
    • 2.3.3 Numerical Solution
    • 2.3.4 Initial Conditions
    • 2.3.5 Results
    • 2.3.6 Steady wind solution
    • 2.3.7 Terminal wind velocities and Lorentz factors as a function of heating rate

    3 Smoothed Particle Hydrodynamics (pp29-72) [ pdf (2.4Mb) ] [ Errata ]

    • 3.1 Муқаддима
    • 3.2 Basic formalisms
      • 3.2.1 Interpolant
      • 3.2.2 Errors
      • 3.2.3 First derivatives
      • 3.2.4 Second derivatives
      • 3.2.5 Smoothing kernels
      • 3.2.6 A general class of kernels
      • 3.2.7 Kernel stability properties
      • 3.3.1 Continuity equation
      • 3.3.2 Equations of motion
      • 3.3.3 Energy equation
      • 3.3.4 Variable smoothing length terms
      • 3.4.1 Variational principle
      • 3.4.2 General alternative formulation
      • 3.4.3 Ott & Schnetter formulation
      • 3.5.1 Artificial viscosity and thermal conductivity
      • 3.5.2 Artificial dissipation switches
      • 3.6.1 Predictor-corrector scheme
      • 3.6.2 Reversible integrators
      • 3.6.3 Courant condition
      • 3.7.1 Implementation
      • 3.7.2 Propagation and steepening of sound waves
      • 3.7.3 Sod shock tube
      • 3.7.4 Blast wave
      • 3.7.5 Cartesian shear flows
      • 3.7.6 Toy stars

      4 Smoothed Particle Magnetohydrodynamics (pp73-122) [ pdf (5.8Mb) ]

      NB: parts of this chapter were published as two papers (paper I and paper II), although the thesis chapter presents a more up-to-date version of this work.