Поляризация — важное явление в астрономии .
Поляризация звездного света была впервые обнаружена астрономами Уильямом Хилтнером и Джоном С. Холлом в 1949 году . Впоследствии Джесси Гринштейн и Леверетт Дэвис-младший разработали теории, позволяющие использовать данные поляризации для отслеживания межзвездных магнитных полей. Хотя интегральное тепловое излучение звезд обычно не поляризовано заметно в источнике, рассеяние межзвездной пылью может накладывать поляризацию на звездный свет на больших расстояниях. Чистая поляризация в источнике может возникать, если сама фотосфера асимметрична, из-за поляризации лимба. Плоская поляризация звездного света, генерируемого самой звездой, наблюдается для Ap-звезд (пекулярных звезд типа A). [1]
Были измерены как круговая , так и линейная поляризация солнечного света . Круговая поляризация в основном обусловлена эффектами пропускания и поглощения в сильно магнитных областях поверхности Солнца. Другой механизм, который приводит к круговой поляризации, — это так называемый «механизм выравнивания по ориентации». Континуумный свет линейно поляризован в разных местах по всей поверхности Солнца (поляризация края), хотя, взятая в целом, эта поляризация отменяется. Линейная поляризация в спектральных линиях обычно создается анизотропным рассеянием фотонов на атомах и ионах, которые сами могут быть поляризованы этим взаимодействием. Линейно поляризованный спектр Солнца часто называют вторым солнечным спектром . Атомная поляризация может быть изменена в слабых магнитных полях с помощью эффекта Ханле . В результате поляризация рассеянных фотонов также изменяется, предоставляя диагностический инструмент для понимания звездных магнитных полей . [2]
Поляризация также присутствует в излучении когерентных астрономических источников из-за эффекта Зеемана (например, гидроксильных или метанольных мазеров ).
Большие радиоволны в активных галактиках и радиоизлучение пульсаров (которое, как предполагается, иногда может быть когерентным) также демонстрируют поляризацию.
Помимо предоставления информации об источниках излучения и рассеяния, поляризация также исследует межзвездное магнитное поле в нашей галактике, а также в радиогалактиках посредством вращения Фарадея . [3] : 119, 124 [4] : 336–337 В некоторых случаях может быть сложно определить, какая часть вращения Фарадея приходится на внешний источник, а какая на нашу собственную галактику, но во многих случаях можно найти другой удаленный источник поблизости на небе; таким образом, сравнивая потенциальный источник и опорный источник, можно распутать результаты.
Поляризация космического микроволнового фона (CMB) также используется для изучения физики очень ранней Вселенной . [5] [6] CMB демонстрирует 2 компонента поляризации: B-мода (без расходимости, как магнитное поле) и E-мода (без завихрений, только градиент, как электрическое поле). Телескоп BICEP2 , расположенный на Южном полюсе, первоначально заявил об обнаружении поляризации B-моды в CMB, хотя первоначально заявленный результат был позже отозван. Моды поляризации CMB могут предоставить больше информации о влиянии гравитационных волн на развитие ранней Вселенной.
Было высказано предположение, что астрономические источники поляризованного света стали причиной хиральности, обнаруженной в биологических молекулах на Земле. [7]