Wiry, pętle i łuki przypominające kosmiczny odcisk linii papilarnych - taki nowy obraz Drogi Mlecznej pokazała Europejska Agencja Kosmiczna. To struktura pola magnetycznego naszej galaktyki. Grafika powstała na podstawie danych satelity Planck, który obserwował spolaryzowane światło emitowane przez międzygwiezdny pył.
Światło stanowi dobrze znaną formę energii, jednak niektórymi jego właściwościami nie mamy do czynienia w codziennym doświadczeniu. Tak jest w przypadku polaryzacji - niesie ona sporo informacji o tym, co się działo z promieniem światła podczas drogi, jaką przebywał. To wiedza, która mogą wykorzystać astronomowie.
Fale i odbicia
Światło można opisać jako wiązkę fal z pól elektrycznych i magnetycznych drgających w kierunkach, które są poprzeczne do siebie nawzajem i do kierunków rozchodzenia się fal.
Zwykle te pola mogą drgać we wszystkich kierunkach. Czasem jednak zdarza się, że drgają specjalnie w pewnych kierunkach i wtedy mówimy o polaryzacji. Taka sytuacja występuje np. wtedy, gdy światło odbija się od jakiejś refleksyjnej powierzchni takiej jak lustro albo tafla wody. Do wchłaniania spolaryzowanego światła stosowane są specjalne filtry - jak np. w okularach przeciwsłonecznych, w których eliminują odblaski.
Czujniki satelity jak okulary
Również w kosmosie światło emitowane przez gwiazdy, gaz i pył może być polaryzowane w różny sposób. Mierząc stopień polaryzacji takiego światła, astronomowie badają procesy, które ją spowodowały. Mogą liczyć zwłaszcza na odkrycie pól magnetycznych środowiska, przez które przeszło światło, oraz właściwości tych pól.
Naukowcy przeanalizowali takie właśnie dane o falach światła w naszej galaktyce zbierane przez satelitę Planck. Czujniki, w jakie jest wyposażony, zadziałały jak astronomiczny odpowiednik okularów. Dzięki temu możemy dokładnie śledzić wiry, pętle i łuki tworzące strukturę pola magnetycznego Drogi Mlecznej.
Maleńkie ziarna i długie fale
Oprócz setek miliardów gwiazd, naszą galaktykę wypełnia mieszanina gazu i pyłu stanowiąca surowiec, z którego rodzą się gwiazdy. Chociaż ziarna pyłu są bardzo zimne, emitują światło o znacznej długości fali - od podczerwieni do promieniowania mikrofalowego. Jeżeli te drobiny nie są symetryczne, większość fal światła drga równolegle do najdłuższej osi ziarna, powodując polaryzację światła.
Drobiny kosmicznego pyłu prawie zawsze są w ruchu - niewyobrażalnie szybko się obracają (dziesiątki milionów razy w ciągu sekundy). To skutek zderzeń fotonów i atomów. Ponieważ obłoki materii międzygwiazdowej w Drodze Mlecznej są łączone w pasma przez oddziaływanie pola magnetycznego, ziarna pyłu zostają uszeregowane według ich długich osi, prostopadłych do kierunku pola magnetycznego. W rezultacie powstaje sieć polaryzacji emitowanego światła, która może zostać zmieniona.
Autor: js/rp / Źródło: ESA
Źródło zdjęcia głównego: ESA and the Planck Collaboration