Selama ratusan tahun, para astronom telah mempelajari langit malam dalam upaya memahami kekuatan yang membentuk alam semesta. Salah satu kekuatan yang paling penting namun tidak terlihat di dalam Bima Sakti adalah medan magnetnya. Kini, para peneliti di Universitas Calgary menghasilkan salah satu pandangan paling jelas tentang struktur tersembunyi ini.
“Tanpa medan magnet, galaksi akan runtuh karena gravitasi,” kata Brown, profesor di Departemen Fisika dan Astronomi di Universitas Calgary.
“Kita perlu mengetahui seperti apa medan magnet galaksi saat ini, sehingga kita dapat membuat model akurat yang memprediksi evolusinya.”
Bulan ini, Brown dan kolaboratornya menerbitkan dua penelitian di The Astrophysical Journal dan The Astrophysical Journal Supplement Series. Pekerjaan mereka memperkenalkan kumpulan data baru yang penting untuk digunakan para astronom di seluruh dunia, serta model baru yang menjelaskan bagaimana medan magnet Bima Sakti mungkin berubah seiring waktu.
Memetakan medan magnet Bima Sakti
Untuk melaksanakan penelitian, tim mengandalkan teleskop baru di Dominion Radio Astrophysical Observatory di British Columbia, sebuah fasilitas yang dioperasikan oleh Dewan Riset Nasional Kanada. Instrumen tersebut memungkinkan para ilmuwan mengamati langit utara melalui rentang frekuensi radio yang luas.
“Cakupan yang luas benar-benar memungkinkan Anda mendapatkan detail tentang struktur medan magnet,” kata Dr. Anna Ordog, PhD, penulis utama studi pertama.
Pengamatan ini dimasukkan ke dalam Global Magneto-Ionic Medium Survey (GMIMS), sebuah upaya internasional untuk memetakan medan magnet Bima Sakti dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya. Hasilnya adalah kumpulan data berkualitas tinggi yang memberikan para ilmuwan gambaran yang lebih jelas tentang lingkungan magnetik galaksi yang tidak terlihat.
Melacak rotasi Faraday di luar angkasa
Para peneliti mengumpulkan data dengan mengukur efek yang disebut rotasi Faraday, yang terjadi ketika gelombang radio melewati area yang dipenuhi elektron dan medan magnet.
“Anda bisa menganggapnya seperti pembiasan. Sedotan dalam segelas air tampak melengkung karena cara cahaya berinteraksi dengan materi,” kata Rebecca Booth, mahasiswa doktoral yang bekerja dengan Brown dan penulis utama studi kedua. “Rotasi Faraday adalah konsep serupa, tetapi elektron dan medan magnet di ruang angkasalah yang berinteraksi dengan gelombang radio.”
Dengan menganalisis perubahan gelombang radio ini, tim dapat melacak struktur magnet tersembunyi di seluruh galaksi.
Pembalikan magnet yang aneh di lengan Sagitarius
Salah satu penemuan yang paling mengejutkan adalah mengenai Lengan Sagitarius, sebuah wilayah di Bima Sakti yang medan magnetnya tampak berbalik arah.
“Jika Anda bisa melihat galaksi dari atas, keseluruhan medan magnet searah jarum jam,” kata Brown. “Tetapi, di kelompok Sagitarius, hal itu terjadi berlawanan arah jarum jam. Kami tidak memahami bagaimana transisi tersebut terjadi. Lalu suatu hari Anna membawa beberapa data, dan saya berpikir, ‘OMG, pembalikan diagonal!'”
Booth kemudian memperluas temuan Ordog dengan menggunakan data yang baru dikumpulkan.
“Pekerjaan saya menyajikan model tiga dimensi baru untuk pembalikan medan magnet. Dari Bumi, ini akan tampak sebagai diagonal yang kita amati dalam data,” kata Booth.
Penemuan ini memberi para peneliti petunjuk baru yang penting mengenai arsitektur magnetis tersembunyi di Bima Sakti dan dapat membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana galaksi berevolusi dari waktu ke waktu.
