الاستقطاب في علم الفلك

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعد استقطاب الإشعاع الكهرومغناطيسي أداةً مفيدةً لرصد العديد من الظواهر الفلكية . فعلى سبيل المثال، يمكن للطاقة أن تستقطب عند مرورها عبر الغبار بين النجوم أو بفعل المجالات المغناطيسية . ويمكن استخدام طاقة الموجات الميكروية المنبعثة من الكون البدائي لدراسة فيزياء تلك البيئة.

النجوم

رُصد استقطاب ضوء النجوم لأول مرة على يد الفلكيين ويليام هيلتنر وجون إس. هول عام ١٩٤٩. وفي وقت لاحق، وضع جيسي غرينشتاين وليفيريت ديفيس الابن نظريات تسمح باستخدام بيانات الاستقطاب لتتبع المجالات المغناطيسية بين النجوم. ورغم أن الإشعاع الحراري المتكامل للنجوم لا يكون عادةً مستقطبًا بشكل ملحوظ عند مصدره، إلا أن تشتته بفعل الغبار بين النجوم قد يُحدث استقطابًا في ضوء النجوم على مسافات طويلة. وقد يحدث استقطاب صافٍ عند المصدر إذا كان الغلاف الضوئي نفسه غير متناظر، وذلك بسبب استقطاب الحافة . ​​ويُلاحظ استقطاب مستوٍ لضوء النجوم المتولد عند النجم نفسه في نجوم Ap (النجوم من النوع A الشاذة). [ ١ ]

شمس

تم قياس كل من الاستقطاب الدائري والخطي لضوء الشمس . ويعود الاستقطاب الدائري بشكل رئيسي إلى تأثيرات النقل والامتصاص في المناطق المغناطيسية القوية على سطح الشمس. وهناك آلية أخرى تُنتج الاستقطاب الدائري تُعرف باسم "آلية المحاذاة إلى التوجيه". يكون ضوء الطيف المتصل مستقطبًا خطيًا في مواقع مختلفة على سطح الشمس (استقطاب الأطراف)، ولكن عند النظر إليه ككل، فإن هذا الاستقطاب يُلغي بعضه بعضًا. وينشأ الاستقطاب الخطي في الخطوط الطيفية عادةً عن طريق التشتت غير المتناحي للفوتونات على الذرات والأيونات، والتي يمكن أن تستقطب بدورها بفعل هذا التفاعل. ويُطلق على الطيف المستقطب خطيًا للشمس غالبًا اسم الطيف الشمسي الثاني . ويمكن تعديل الاستقطاب الذري في المجالات المغناطيسية الضعيفة بواسطة تأثير هانل . ونتيجة لذلك، يتغير استقطاب الفوتونات المتشتتة أيضًا، مما يوفر أداة تشخيصية لفهم المجالات المغناطيسية النجمية . [ 2 ]

مصادر أخرى

الاستقطاب في الكوازار 3C 286 الذي تم قياسه بواسطة مرصد ألما

يوجد الاستقطاب أيضًا في الإشعاع الصادر من المصادر الفلكية المتماسكة بسبب تأثير زيمان (مثل ليزرات الهيدروكسيل أو الميثانول ).

كما تظهر الفصوص الراديوية الكبيرة في المجرات النشطة والإشعاع الراديوي للنجوم النابضة (والذي يُعتقد أنه قد يكون متماسكًا في بعض الأحيان) استقطابًا أيضًا.

إلى جانب توفير معلومات عن مصادر الإشعاع والتشتت، يُستخدم الاستقطاب أيضًا لاستكشاف المجال المغناطيسي بين النجوم في مجرتنا، وكذلك في المجرات الراديوية عبر دوران فاراداي . [ 3 ] : 119، 124 [ 4 ] : ​​336-337. في بعض الحالات، قد يصعب تحديد مقدار دوران فاراداي الناتج عن المصدر الخارجي ومقداره المحلي لمجرتنا، ولكن في كثير من الحالات، من الممكن العثور على مصدر بعيد آخر قريب في السماء؛ وبالتالي، من خلال مقارنة المصدر المرشح بالمصدر المرجعي، يمكن فك تشابك النتائج.

بالإضافة إلى ذلك، يوجد استقطاب في المتغيرات الكارثية . [ 5 ] الأشعة السينية المنبعثة من المتغيرات الكارثية القطبية مستقطبة نتيجة تشتتها عن عمود التراكم وانعكاسها عن سطح القزم الأبيض. [ 6 ] في المتغيرات القطبية المتوسطة ، يكون المصدر الوحيد المهم للاستقطاب هو سطح القزم الأبيض، حيث تقيس درجة الاستقطاب مباشرةً سعة الانعكاس الكلي الناتج عن كل من تشتت طومسون وكومبتون .

خلفية الموجات الميكروية الكونية

يُستخدم استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB) أيضًا لدراسة فيزياء الكون المبكر جدًا . [ 7 ] [ 8 ] يُظهر إشعاع الخلفية الكونية الميكروي نوعين من الاستقطاب: النمط B (خالٍ من التباعد، كالمجال المغناطيسي) والنمط E (خالٍ من الالتفاف، يعتمد على التدرج فقط، كالمجال الكهربائي). ادّعى تلسكوب BICEP2، الموجود في القطب الجنوبي، في البداية رصد استقطاب النمط B في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، إلا أنه تم التراجع عن هذه النتيجة لاحقًا. قد تُوفّر أنماط استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي معلوماتٍ إضافية حول تأثير موجات الجاذبية على تطور الكون المبكر.

وقد أشير إلى أن المصادر الفلكية للضوء المستقطب تسببت في الكيرالية الموجودة في الجزيئات البيولوجية على الأرض. [ 9 ]

تصور فني لكيفية سماح المرشح بمرور الضوء المستقطب فقط
رسم متحرك يوضح كيف يستقطب الغلاف الجوي للكوكب الضوء القادم من نجمه الأم. وتُتيح مقارنة ضوء النجم بالضوء المنعكس من الكوكب معلوماتٍ عن غلافه الجوي.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ باغنولو، س. (2003). "ملاحظات على النجوم المغناطيسية من نوع Ap في مرصد بيك دو ميدي: من قياسات الاستقطاب الخطي واسع النطاق باستخدام STERENN إلى قياس الاستقطاب الطيفي باستخدام MuSiCoS". سلسلة منشورات الجمعية الفلكية الأوروبية . 9. EDP Sciences: 243. doi : 10.1051/eas:2003106 . ISSN 1633-4760 . 
  2. ↑ إيجيديو لاندي ديجل إينوسينتي (2004). الاستقطاب في الخطوط الطيفية . دوردريخت: دار نشر كلوير الأكاديمية. ISBN 1-4020-2414-2.
  3. ↑ فليمنجز، دبليو إتش تي (مارس 2007). "مراجعة لاستقطاب الميزر والمجالات المغناطيسية". وقائع الاتحاد الفلكي الدولي . 3 (S242): 37-46 . arXiv : 0705.0885 . Bibcode : 2007IAUS..242...37V . doi : 10.1017/s1743921307012549 . S2CID 5704623 . 
  4. ^ هانو كارتونين. بيكا كروجر؛ هيكي أوجا (27 يونيو 2007). علم الفلك الأساسي . سبرينغر. رقم ISBN 978-3-540-34143-7.
  5. ↑ غونديرسون، شون جيه؛ رافي، سواتي؛ مارشال، هيرمان إل؛ سوارم، داستن كيه؛ إغناس، ريتشارد؛ نازي، يائيل؛ هونيموردر، ديفيد بي؛ برادان، براغاتي (10 نوفمبر 2025). "استقطاب الأشعة السينية للأقزام البيضاء المتراكمة: دراسة حالة لـ EX Hydrae" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 993 (2): 248. arXiv : 2508.03412 . Bibcode : 2025ApJ...993..248G . doi : 10.3847/1538-4357/ae11b5 . ISSN 0004-637X . 
  6. ↑ مات، ج. (1 أغسطس/آب 2004). "خصائص استقطاب الأشعة السينية لعمود التراكم في النجوم المتغيرة المغناطيسية" . علم الفلك والفيزياء الفلكية . 423 (2): 495-500 . arXiv : astro-ph/0403238 . Bibcode : 2004A & A...423..495M . doi : 10.1051/0004-6361:20035649 . ISSN 0004-6361 . 
  7. ↑ بويل، لاثام أ.؛ شتاينهارت، ب. ج.؛ تروك، ن. (2006). "إعادة النظر في التنبؤات التضخمية للتقلبات العددية والموترية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 96 (11) 111301. arXiv : astro-ph/0507455 . Bibcode : 2006PhRvL..96k1301B . doi : 10.1103/PhysRevLett.96.111301 . PMID 16605810. S2CID 10424288 .  
  8. ↑ تيغمارك، ماكس (2005). "ماذا يتنبأ التضخم حقًا؟". مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية . 0504 (4): 001. arXiv : astro-ph/0410281 . Bibcode : 2005JCAP...04..001T . doi : 10.1088/1475-7516/2005/04/001 . S2CID 17250080 . 
  9. ↑ كلارك، س. (1999). "ضوء النجوم المستقطب واتجاه الحياة". مجلة ساينتست الأمريكية . 97 (4): 336-343 . Bibcode : 1999AmSci..87..336C . ​​doi : 10.1511/1999.4.336 . S2CID 221585816 . 
  • اكتشاف هيلتنر وهول، وتحليل غرينشتاين