Polarización en astronomía


La polarización es un fenómeno importante en astronomía .

La polarización de la luz estelar fue observada por primera vez por los astrónomos William Hiltner y John S. Hall en 1949. Posteriormente, Jesse Greenstein y Leverett Davis, Jr. desarrollaron teorías que permiten el uso de datos de polarización para rastrear campos magnéticos interestelares. Aunque la radiación térmica integrada de las estrellas no suele estar polarizada de forma apreciable en la fuente, la dispersión por el polvo interestelar puede imponer polarización a la luz de las estrellas en largas distancias. La polarización neta en la fuente puede ocurrir si la fotosfera en sí es asimétrica, debido a la polarización de las extremidades.. La polarización plana de la luz estelar generada en la propia estrella se observa para las estrellas Ap ( estrellas peculiares de tipo A). [1]

Se ha medido la polarización circular y lineal de la luz solar . La polarización circular se debe principalmente a los efectos de transmisión y absorción en regiones fuertemente magnéticas de la superficie del Sol. Otro mecanismo que da lugar a la polarización circular es el llamado "mecanismo de alineación a orientación". La luz continua está polarizada linealmente en diferentes lugares a lo largo de la cara del Sol (polarización de las extremidades), aunque tomada en su conjunto, esta polarización se cancela. La polarización lineal en líneas espectrales generalmente se crea mediante la dispersión anisotrópica de fotones en átomos e iones que pueden ser polarizados por esta interacción. El espectro polarizado linealmente del Sol a menudo se denomina segundo espectro solar . La polarización atómica se puede modificar en campos magnéticos débiles por el efecto Hanle . Como resultado, la polarización de los fotones dispersos también se modifica proporcionando una herramienta de diagnóstico para comprender los campos magnéticos estelares . [1]

La polarización en el quásar 3C 286 medida con ALMA

La polarización también está presente en la radiación de fuentes astronómicas coherentes debido al efecto Zeeman (por ejemplo, máseres de hidroxilo o metanol ).

Los grandes lóbulos de radio en galaxias activas y la radiación de radio de púlsar (que, se especula, a veces puede ser coherente) también muestran polarización.

Además de proporcionar información sobre las fuentes de radiación y dispersión, la polarización también investiga el campo magnético interestelar en nuestra galaxia, así como en las radiogalaxias a través de la rotación de Faraday . [2] : 119,124 [3] : 336–337 En algunos casos, puede ser difícil determinar qué parte de la rotación de Faraday está en la fuente externa y cuánto es local a nuestra propia galaxia, pero en muchos casos es posible encuentre otra fuente distante cercana en el cielo; así, al comparar la fuente candidata y la fuente de referencia, los resultados se pueden desenredar.

La polarización del fondo cósmico de microondas (CMB) también se está utilizando para estudiar la física del universo primitivo . [4] [5] CMB exhibe 2 componentes de polarización: polarización en modo B (campo magnético sin divergencia similar) y modo E (campo eléctrico similar a gradiente sin rizos). El telescopio BICEP2 ubicado en el Polo Sur ayudó en la detección de polarización en modo B en el CMB. Los modos de polarización del CMB pueden proporcionar más información sobre la influencia de las ondas gravitacionales en el desarrollo del universo temprano.

Se ha sugerido que las fuentes astronómicas de luz polarizada causaron la quiralidad que se encuentra en las moléculas biológicas de la Tierra. [6]

La impresión de un artista de cómo un filtro solo permite el paso de luz polarizada
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Una animación que muestra cómo la atmósfera de un planeta polariza la luz de su estrella madre. La comparación de la luz de las estrellas con la luz reflejada del planeta proporciona información sobre la atmósfera del planeta.

  1. ^ Egidio Landi Degl'Innocenti (2004). Polarización en líneas espectrales . Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. ISBN 1-4020-2414-2.
  2. ^ Vlemmings, WHT (marzo de 2007). "Una revisión de la polarización del maser y los campos magnéticos". Actas de la Unión Astronómica Internacional . 3 (S242): 37–46. arXiv : 0705.0885 . Código bibliográfico : 2007IAUS..242 ... 37V . doi : 10.1017 / s1743921307012549 .
  3. ^ Hannu Karttunen; Pekka Kröger; Heikki Oja (27 de junio de 2007). Astronomía fundamental . Saltador. ISBN 978-3-540-34143-7.
  4. ^ Boyle, Latham A .; Steinhardt, PJ; Turok, N (2006). "Las predicciones inflacionarias para las fluctuaciones escalares y tensoriales reconsideradas". Cartas de revisión física . 96 (11): 111301. arXiv : astro-ph / 0507455 . Código Bibliográfico : 2006PhRvL..96k1301B . doi : 10.1103 / PhysRevLett.96.111301 . PMID  16605810 .
  5. ^ Tegmark, Max (2005). "¿Qué predice realmente la inflación?". Revista de cosmología y física de astropartículas . 0504 (4): 001. arXiv : astro-ph / 0410281 . Código bibliográfico : 2005JCAP ... 04..001T . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2005/04/001 .
  6. ^ Clark, S. (1999). "Luz de las estrellas polarizadas y la mano de la vida". Científico estadounidense . 97 : 336–43. Código Bibliográfico : 1999AmSci..87..336C . doi : 10.1511 / 1999.4.336 .

  • Descubrimiento de Hiltner y Hall, análisis de Greenstein