quangtrung
New member
- Xu
- 0
Nguồn gốc của từ trường trong các dải ngân hà vẫn là một bí ẩn đối với các nhà thiên văn học. Các giả thuyết thường quy cho việc củng cố từ trường liên tục qua hàng tỉ năm. Tuy nhiên kết quả thu được mới nhất từ nhóm của Simon Lilly mâu thuẫn với giả định nêu trên đồng thời tiết lộ rằng các thiên hà trẻ cũng có từ trường rất mạnh.
Simon Lilly – giáo sư Viện thiên văn học tại ETH Zurich – giải thích rằng: “Có một câu nói đùa trong ngành thiên văn học rằng ‘để hiểu được vũ trụ, chúng ta tìm hiểu các thiên hà về bức xạ, khí, nhiệt độ, thể tạng hóa học và nhiều đặc điểm nữa; bất cứ thứ gì chúng ta không thể giải thích được sau đó chúng ta quy cho từ trường’”. Sự hình thành của từ trường trong dải ngân hà hiện vẫn là một bí ẩn. Cho đến nay, người ta suy luận rằng các dải ngân hà hình thàng sau vụ nổ Big Bang từ 13,8 tỉ năm trước có từ trường rất yếu nhưng sau đó lại tăng cường độ từ trường theo hàm mũ trong suốt vài tỉ năm. ít nhất thì đó là những gì mà thuyết đinamô – thuyết thường được sử dụng để giải thích sự phát triển của từ trường – chuyển tải.
Phương pháp thống kê cho bằng chứng chính xác
Trên tờ Nature, Martin Bernet, Francesco Miniati và Simon Lilly đã bàn luận đến chủ đề từ trường trong các thiên hà trẻ. Kết quả rất đáng ngạc nhiên: Đối lập với mô hình giải thích đinamô phổ biến, nhóm đã có thể chứng minh rằng ngay cả các thiên hà rất trẻ cũng có từ trường mạnh dựa trên phương pháp phân tích thống kê các dữ liệu thiên văn học có sẵn cũng như mới thu được. Xét về mặt kỹ thuật, việc xác định cường độ từ trường nằm cách Trái Đất hàng tỉ năm ánh sáng rất khó và cực kì tốn thời gian. Đây có lẽ là một lý do giải thích tại sao từ trường hầu như chưa hề được nghiên cứu trước đây.
Tuy nhiên bằng cách sử dụng thông số quay Faraday (Faraday Rotation – FR), cường độ từ trường có thể được suy ra từ độ phân cực ánh sáng trong trường sóng rađio. Nếu ánh sáng phân cực thẳng xòe ra khi đi qua đám mây khí từ hóa, độ phân cực của ánh sáng biến đổi. Sự biến đổi độ phân cực của ánh sáng tùy thuộc vào độ lớn cũng như độ mạnh của từ trường. Michael Faraday đã mô tả hiệu ứng này lần đầu tiên vào năm 1845. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chuẩn tinh làm nguồn bức xạ để xác định từ trường của các thiên hà còn nghi vấn. Chuẩn tinh là các thực tể phát sáng mạnh, độ bức xạ của chúng có thể được giải thích nhờ sự tồn tại của hố đen vĩ đại tại trung tâm của thiên hà.
Quan sát tại Chilê
Để có được các con số phân tích của mình, các nhà khoa học cùng với Lilly đã sử dụng các phép đo chuẩn tinh FR do nhà thiên văn học Philipp Kronberg thuộc đại học Toronto thực hiện. Martin Bernet, sinh viên hậu tiến sĩ của Lilly và Miniati, đã tìm hiểu mối liên hệ giữa Vòng quay Faraday và sự dịch chuyển về phía đỏ (redshift) của ánh sáng chuẩn tinh cho 300 trong số các phép đo FR. Trong lĩnh vực thiên văn học, sự dịch chuyển về phía đỏ được sử dụng để xác định tuổi cũng như khoảng cách của các thiên hà.
Các nhà nghiên cứu đã hình thành nên một giả thuyết từ sự sắp xếp thống kê của các giá trị thu được: “Vòng quay ánh sáng chuẩn tinh quan sát được mạnh hơn với độ dịch chuyển về phía đỏ mạnh hơn thì nằm ở đường dài hơn và có thể quy cho khả năng kết nối với các thiên hà khác lớn hơn”. Để xác minh giả thuyết, các nhà thiên văn học đã lựa chọn 76 chuẩn tinh từ mẫu Kronberg ban đầu rồi sử dụng kính viễn vọng cực lớn (Very Large Telescope – VLT) đặt tại Chilê để quan sát quang phổ chuẩn tinh có bao nhiêu đường hấp thụ magiê. Từ các nghiên cứu trước đó chúng ta biết được rằng hầu hết mọi thiên hà nằm dọc theo đường ánh sáng của chuẩn tinh (đường ánh sáng giữa chuẩn tinh và kính viễn vọng) đều có khả năng hấp thụ magiê.
Do đó các nhà nghiên cứu có khả năng xác định có bao nhiêu thiên hà nằm giữa thiên hà của chúng ta và chuẩn tinh đồng thời xác định chắc chắn về từ trường thiên hà bằng cách so sánh giá trị FR của đường ngắm có và không có khả năng hấp thụ magiê. Đối với từ trường của các thiên hà, các phép tính toán đưa ra giá trị khoảng 10 μGauss; nói cách khác đó là từ trường có cường độ yếu hơn từ trường Trái Đất khoảng một triệu lần.
Simon Lilly – giáo sư Viện thiên văn học tại ETH Zurich – giải thích rằng: “Có một câu nói đùa trong ngành thiên văn học rằng ‘để hiểu được vũ trụ, chúng ta tìm hiểu các thiên hà về bức xạ, khí, nhiệt độ, thể tạng hóa học và nhiều đặc điểm nữa; bất cứ thứ gì chúng ta không thể giải thích được sau đó chúng ta quy cho từ trường’”. Sự hình thành của từ trường trong dải ngân hà hiện vẫn là một bí ẩn. Cho đến nay, người ta suy luận rằng các dải ngân hà hình thàng sau vụ nổ Big Bang từ 13,8 tỉ năm trước có từ trường rất yếu nhưng sau đó lại tăng cường độ từ trường theo hàm mũ trong suốt vài tỉ năm. ít nhất thì đó là những gì mà thuyết đinamô – thuyết thường được sử dụng để giải thích sự phát triển của từ trường – chuyển tải.
Phương pháp thống kê cho bằng chứng chính xác
Trên tờ Nature, Martin Bernet, Francesco Miniati và Simon Lilly đã bàn luận đến chủ đề từ trường trong các thiên hà trẻ. Kết quả rất đáng ngạc nhiên: Đối lập với mô hình giải thích đinamô phổ biến, nhóm đã có thể chứng minh rằng ngay cả các thiên hà rất trẻ cũng có từ trường mạnh dựa trên phương pháp phân tích thống kê các dữ liệu thiên văn học có sẵn cũng như mới thu được. Xét về mặt kỹ thuật, việc xác định cường độ từ trường nằm cách Trái Đất hàng tỉ năm ánh sáng rất khó và cực kì tốn thời gian. Đây có lẽ là một lý do giải thích tại sao từ trường hầu như chưa hề được nghiên cứu trước đây.
Tuy nhiên bằng cách sử dụng thông số quay Faraday (Faraday Rotation – FR), cường độ từ trường có thể được suy ra từ độ phân cực ánh sáng trong trường sóng rađio. Nếu ánh sáng phân cực thẳng xòe ra khi đi qua đám mây khí từ hóa, độ phân cực của ánh sáng biến đổi. Sự biến đổi độ phân cực của ánh sáng tùy thuộc vào độ lớn cũng như độ mạnh của từ trường. Michael Faraday đã mô tả hiệu ứng này lần đầu tiên vào năm 1845. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chuẩn tinh làm nguồn bức xạ để xác định từ trường của các thiên hà còn nghi vấn. Chuẩn tinh là các thực tể phát sáng mạnh, độ bức xạ của chúng có thể được giải thích nhờ sự tồn tại của hố đen vĩ đại tại trung tâm của thiên hà.
Quan sát tại Chilê
Để có được các con số phân tích của mình, các nhà khoa học cùng với Lilly đã sử dụng các phép đo chuẩn tinh FR do nhà thiên văn học Philipp Kronberg thuộc đại học Toronto thực hiện. Martin Bernet, sinh viên hậu tiến sĩ của Lilly và Miniati, đã tìm hiểu mối liên hệ giữa Vòng quay Faraday và sự dịch chuyển về phía đỏ (redshift) của ánh sáng chuẩn tinh cho 300 trong số các phép đo FR. Trong lĩnh vực thiên văn học, sự dịch chuyển về phía đỏ được sử dụng để xác định tuổi cũng như khoảng cách của các thiên hà.
Các nhà nghiên cứu đã hình thành nên một giả thuyết từ sự sắp xếp thống kê của các giá trị thu được: “Vòng quay ánh sáng chuẩn tinh quan sát được mạnh hơn với độ dịch chuyển về phía đỏ mạnh hơn thì nằm ở đường dài hơn và có thể quy cho khả năng kết nối với các thiên hà khác lớn hơn”. Để xác minh giả thuyết, các nhà thiên văn học đã lựa chọn 76 chuẩn tinh từ mẫu Kronberg ban đầu rồi sử dụng kính viễn vọng cực lớn (Very Large Telescope – VLT) đặt tại Chilê để quan sát quang phổ chuẩn tinh có bao nhiêu đường hấp thụ magiê. Từ các nghiên cứu trước đó chúng ta biết được rằng hầu hết mọi thiên hà nằm dọc theo đường ánh sáng của chuẩn tinh (đường ánh sáng giữa chuẩn tinh và kính viễn vọng) đều có khả năng hấp thụ magiê.
Do đó các nhà nghiên cứu có khả năng xác định có bao nhiêu thiên hà nằm giữa thiên hà của chúng ta và chuẩn tinh đồng thời xác định chắc chắn về từ trường thiên hà bằng cách so sánh giá trị FR của đường ngắm có và không có khả năng hấp thụ magiê. Đối với từ trường của các thiên hà, các phép tính toán đưa ra giá trị khoảng 10 μGauss; nói cách khác đó là từ trường có cường độ yếu hơn từ trường Trái Đất khoảng một triệu lần.
