L'origine et l'évolution des champs magnétiques cosmiques constituent une question non résolue de longue date, à la frontière de la recherche en astronomie et en astrophysique, et a été sélectionnée comme l'un des domaines d'investigation clés de nombreux grands radiotélescopes, notamment le Square Kilometer Array ( SKA) en construction. Déterminer les structures du champ magnétique à grande échelle dans la Voie Lactée constitue depuis des décennies un défi majeur pour de nombreux astronomes dans le monde.
Dans une nouvelle étude publiée dans The Astrophysical Journal le 10 mai, le Dr Xu Jun et le professeur Han Jinlin des Observatoires astronomiques nationaux de l'Académie chinoise des sciences (NAOC) ont révélé d'énormes tores magnétiques dans le halo de la Voie lactée, qui sont fondamentaux pour la propagation des rayons cosmiques et fournissent une contrainte cruciale sur les processus physiques dans le milieu interstellaire et sur l’origine des champs magnétiques cosmiques.
Le professeur Han, un scientifique de premier plan dans ce domaine de recherche, a déterminé les structures du champ magnétique le long des bras spiraux du disque galactique grâce à un projet à long terme visant à mesurer la polarisation des pulsars et leurs effets Faraday.
En 1997, il a découvert une antisymétrie frappante des effets Faraday des sources radio cosmiques dans le ciel par rapport aux coordonnées de notre galaxie, la Voie lactée, qui indique que les champs magnétiques dans le halo de la Voie lactée ont une structure de champ toroïdal, avec des directions de champ magnétique inversées au-dessous et au-dessus du plan galactique.
Cependant, déterminer la taille de ces tores ou la force de leurs champs magnétiques est une tâche difficile pour les astronomes depuis des décennies.
Ils soupçonnaient que l'antisymétrie de la distribution céleste des effets Faraday des sources radio pourrait être produite simplement par le milieu interstellaire situé à proximité du soleil, car les pulsars et certains objets à émission radio proches, qui sont assez proches du soleil, montrent des effets Faraday compatibles avec l'anti-symétrie.
La clé était de montrer si les champs magnétiques dans le vaste halo galactique avaient ou non une telle structure toroïdale en dehors du voisinage du soleil.
Dans cette étude, le professeur Han a proposé que la rotation de Faraday à partir du milieu interstellaire à proximité du soleil puisse être comptée dans les mesures d'un bon nombre de pulsars, dont certains ont été obtenus récemment par le Five-hundred Aperture Spherical. radiotélescope (FAST), pour ensuite soustraire la contribution des mesures des sources du fond cosmiques.
Toutes les données de mesure de rotation de Faraday au cours des 30 dernières années ont été collectées par le Dr Xu. Grâce à l'analyse des ces données, les scientifiques ont découvert que l'antisymétrie des mesures de rotation de Faraday provoquée par le milieu présent dans le halo galactique existe dans tout le ciel, du centre à l'anticentre de notre Voie Lactée, ce qui implique que les champs magnétiques toroïdaux d'une symétrie aussi étrange ont une taille énorme, dans un rayon allant de 6 000 années-lumière à 50 000 années-lumière du centre de la Voie Lactée.
Cette étude apporte une nouvelle compréhension de la physique de notre Voie Lactée et constitue une référence pour les recherches sur les champs magnétiques cosmiques.
Plus d'informations : J. Xu et al, Les énormes tores magnétiques dans le halo de la Voie lactée, The Astrophysical Journal (2024). DOI : 10.3847/1538-4357/ad3a61
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
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