Исследователи из МГУ им. М.В. Ломоносова и Пермского национального исследовательского университета совместно с коллегами из Австралии, Германии и Нидерландов представили новый метод изучения магнитных полей на большом удалении от Земли за счет анализа их влияния на радиоизлучение. Соответствующая статья направлена на публикацию в Astronomische Nachrichten, а с ее текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета.
На сегодняшний день поиски магнитных полей в галактиках находятся скорее в начальной фазе своего развития, но уже ясно, что они могут быть довольно разнообразными по своему масштабу. Наиболее крупные из них порождены общегалактическими процессами. Более мелкие, размерами в тысячу килопарсеков (~3,26 тысяч световых лет), — «спутыванием» галактических полей или каким-то местным источником магнитного поля с высокой турбулентностью.
На сегодня изучение структур таких полей происходит с помощью анализа поляризации (закручивания фотонов) радиоизлучения в межзвездной среде. Для галактик на большом удалении от Земли крупные магнитные поля часто просто невидимы — слишком большой оказывается длина радиоволн, по которой можно было бы их «засечь», настолько большой, что ее становится трудно принять на наземных радиотелескопах. Тем не менее изучение таких радиоволн весьма перспективно — например, это позволило бы сравнить структуру далеких магнитных полей и полей в нашей Галактике.
Авторы новой работы использовали наблюдения Вестерборкского радиотелескопа на длинах волн 17—23 сантиметра (то есть в диапазоне, обычно не позволяющем изучать структуру магнитного поля) далекой спиральной галактики. Чтобы получить информацию, ученые использовали вейвлет-преобразование. Так называют преобразования функции или сигнала в форму, которая позволяет изучить те их черты, что недоступны обычным методам по каким-то (как правило, техническим) причинам. Например, в данном случае изучение поляризации фотонов радиодиапазона затруднено большим расстоянием до другой галактики, а применение вейвлет-преобразования радиосигналов позволяет решить эту проблему. Вейвлет-преобразование опирается на изучение вейвлетов — малых волн, которые описываются математическими функциями определенной формы. Вейвлеты локальны, ограничены во времени и по частоте.
За счет вейвлет-преобразования исследователи смогли изучить свойства радиоволн по свойствам их вейвлетов и составить представление о структурах так называемых магнитных рукавов — особой конфигурации магнитного поля в галактике NGC~6946, напоминающей видимые рукава спиральных галактик.
Однако в данном случае магнитные рукава оказались заметно выходящими за границы видимого диска спиральной галактики — как выше, так и ниже его — в области, которые называют гало галактик. Там содержится очень мало звезд, зато, как считается, много темной материи. Это создает некоторую неясность относительно того, что именно порождает подобное магнитное поле: темная материя, по имеющимся представлениям, в электромагнитном взаимодействии не участвует и за возникновение магнитных полей отвечать не может.
Источник контента: nformio.ru