Ακριβής εκτίμηση του μαγνητικού πεδίου της μεσοαστρικής ύλης από ερευνητές του ΙΤΕ

Mια νέα μέθοδος για την εκτίμηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο διαστρικό μέσο επιτυγχάνει πρωτοφανή ακρίβεια και αναπτύχθηκε από ερευνητές του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) στο Ηράκλειο.

Ένα μαγνητικό πεδίο μεγάλης κλίμακας (έντασης που κυμαίνεται από λιγότερο από μG μέχρι μερικές εκατοντάδες mG) διαπερνά το διαστρικό μέσο του γαλαξία μας και συμβάλλει σε διάφορες διαδικασίες (π.χ. σχηματισμός αστεριών, διάδοση κοσμικών ακτίνων) και ο χαρακτηρισμός των ιδιοτήτων του είναι απαραίτητος για την κατανόηση των διαδικασιών αυτών.

Η πόλωση της σκόνης έχει αποδειχθεί ένα από τα πιο ισχυρά εργαλεία για τη μελέτη των ιδιοτήτων του μαγνητικού πεδίου στο διαστρικό μέσο, όμως ανιχνεύει μόνο τη διεύθυνση του πεδίου και όχι την έντασή του. Για το λόγο αυτό, έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι που εκτιμούν την ισχύ του πεδίου αυτού με την πιο ευρέως διαδεδομένη αυτή που αναπτύχθηκε από τους Davis (1951) και Chandrasekhar & Fermi (1953) (DCF). Η συγκεκριμένη μέθοδος βασίζεται στην υπόθεση ότι το παρατηρούμενο εύρος στην κατανομή των γωνιών πόλωσης οφείλεται στη διάδοση των μαγνητοϋδροδυναμικών κυμάτων Alfvén. Ωστόσο, οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι κύματα διαφορετικά από τα Alfvén (συμπιέσιμα) μπορεί να επηρεάζουν τις δυναμικές διεργασίες του διαστρικού μέσου.

Στο σχήμα φαίνεται με τη συνεχόμενη μαύρη γραμμή (f = 1) η σχετική απόκλιση της DCF εκτιμώμενης έντασης του μαγνητικού πεδίου από την πραγματική σε πέντε διαφορετικά μοντέλα προσομοίωσης. Η μαύρη διακεκομμένη γραμμή δείχνει τις DCF εκτιμήσεις που έχουν διορθωθεί για φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά μήκος της ευθείας παρατήρησης και άλλα φαινόμενα σχετικά με την τυρβώδη ροή του μέσου (f = 0.5). Η μπλε γραμμή αντιστοιχεί σε συνδυασμό της μεθόδου DCF με τη μέθοδο των Hildebrand et al. 2009 και Houde et al. 2009, η οποία προστείθεται για να διορθώσει φαινόμενα που συμβαίνουν κατά μήκος της γραμμής του παρατηρητή καθώς και φαινόμενα σχετικά με το όργανο. Η κόκκινη γραμμή αντιστοιχεί στη σχετική απόκλιση μεταξύ της πραγματικής έντασης του μαγνητικού πεδίου και της τιμής που προκύπτει από τη μέθοδό των Σκαλίδη και Τάσση.

Ο Ραφαήλ Σκαλίδης, διδακτορικός φοιτητής στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής – ΙΤΕ και το Τμήμα Φυσικής του Παν. Κρήτης με τον επιβλέποντα καθηγητή του Κωνσταντίνο Τάσση, σε μια εργασία που πρόσφατα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics προτείνουν μια νέα μέθοδο για την εκτίμηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου που λαμβάνει υπόψιν τα συμπιέσιμα κύματα. Η μέθοδος δοκιμάστηκε με αριθμητικές προσομοιώσεις μαγνητοϋδροδυναμικής συγκρίθηκε με την κλασική μέθοδο DCF. Όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα η μέθοδος είναι πιο ακριβής από τις προηγούμενες οι οποίες βασίζονται αποκλειστικά στα κύματα Alfvén και επιτυγχάνει μια μέση σχετική απόκλιση ίση με 17% χωρίς τη χρήση άλλης διόρθωσης.

Ο Δρ. Ραφαήλ ΣκαλίδηςΟ Δρ. Κωνσταντίνος Τάσσης

 

"google ad"