Obrazy 3D mogą zmienić zrozumienie kosmicznych struktur wokół galaktyk i ich centralnych czarnych dziur.
Naukowcy z Wydziału Nauk Ścisłych i Inżynierii Twin Cities na Uniwersytecie Minnesoty opracowali nową technikę, która przekształca dwuwymiarowe (2D) obrazy radiowe – wizualne reprezentacje utworzone z fal radiowych – w trójwymiarowe (3D) „pseudo sześciany”, aby pomóc lepiej zrozumieć obiekty we Wszechświecie.
Ta pierwsza w swoim rodzaju technika, która jest przydatna w przypadku obrazów radiowych, została opublikowana w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Tradycyjnie, gdy obrazy radiowe są rejestrowane w formacie 2D, mogą one nie pozwalać naukowcom na wnioskowanie o wyglądzie obiektu w 3D. Przekształcenie tych obrazów w przestrzeń 3D może pomóc lepiej zrozumieć fizykę galaktyk, masywnych czarnych dziur, struktur dżetowych i ostatecznie tego, jak działa Wszechświat.
Naukowcy przyjrzeli się spolaryzowanemu (radiowemu) światłu, które drga w określonym kierunku. Doświadczamy światła spolaryzowanego, gdy patrzymy na odblask światła słonecznego z autostrady – drga ono poziomo. Następnie używamy spolaryzowanych okularów przeciwsłonecznych, które przepuszczają tylko pionowo drgające światło, a odblaski znikają.
Zespół badawczy wykorzystał efekt zwany rotacją Faradaya, który obraca kierunek spolaryzowanych fal radiowych w zależności od ilości materii, przez którą przeszły. Dzięki temu mogli oszacować, jak daleką drogę przebył każdy fragment obrazu radiowego, a tym samym stworzyć model 3D tych zjawisk zachodzących miliony lat świetlnych od nas.
Odkryliśmy, że kształty obiektów bardzo różniły się od wrażenia, jakie odnosiliśmy patrząc na nie w przestrzeni 2D – powiedział Lawrence Rudnick, emerytowany profesor Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Minnesoty.
Dzięki tej nowej technice naukowcy byli również w stanie określić kierunek materii wyrzucanej z masywnych czarnych dziur, przyjrzeć się interakcji materii z wiatrami kosmicznymi lub inną pogodą kosmiczną oraz przeanalizować struktury pól magnetycznych w kosmosie.
Nasza technika radykalnie zmieniła nasze rozumienie tych egzotycznych obiektów. Być może będziemy musieli ponownie rozważyć poprzednie modele dotyczące fizyki działania tych rzeczy – dodał Rudnick. Nie ma wątpliwości, że w przyszłości czeka nas wiele niespodzianek, a niektóre obiekty nie będą wyglądać tak, jak myśleliśmy w 2D.
Wcześniejsze zdjęcia będą musiały zostać ponownie przeanalizowane przy użyciu tej nowej techniki, aby potwierdzić wcześniejsze przemyślenia lub przynieść nowe spostrzeżenia. Rudnick ma nadzieję, że technika ta zostanie zastosowana do zdjęć wykonywanych przez nowe teleskopy na całym świecie.
Dane do tego projektu pochodzą z radioteleskopu MeerKAT, należącego do Południowoafrykańskiego Obserwatorium Radiowego.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Uniwersytet Minnesoty
