Meet Niloofar!
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Niloofar Pourjafari is a PhD student in astrophysics at the University of Calgary working under the supervision of Dr. Jeroen Stil. Her research focuses on studying galactic magnetic fields using radio observations from the CHANG-ES survey. CHANG-ES (Continuum Halos in Nearby Galaxies – an EVLA Survey) is a survey of radio continuum and polarization in 35 nearby, nearly edge-on spiral galaxies observed with the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA). As part of this project, she is exploring the magnetic field structure within the halo of NGC 891, an edge-on spiral galaxy often referred to as a twin of the Milky Way. Her work uses S-band (2–4 GHz) radio observations of NGC 891 obtained with the VLA in C configuration.
Observations of edge-on spiral galaxies typically show plane-parallel magnetic fields within the disk, but reveal an “X-shaped” geometry in the halo (e.g. Dumke et al. 1995; Krause et al. 2020). In her study of NGC 891, Niloofar finds that the magnetic field in the plane of the sky has a significant component perpendicular to the disk, with no strong alignment along the major axis across most of the galaxy. This pattern closely resembles earlier results by Sukumar & Allen (1991) at 6.2 cm, obtained without correction for Faraday rotation. In addition to the global magnetic field structure, she investigates the polarization properties of the northeast region of the galaxy in detail. Using rotation measure synthesis, she constructs maps of Faraday depth and polarized radio intensity, leading to the identification of a localized region with enhanced polarized emission. By combining the radio data with H\alpha and diffuse X-ray maps, she explores possible origins for this structure, including a superbubble powered by clustered supernovae or an interaction between the galactic disk and accreting high-velocity gas. While the morphology and multiwavelength properties support the presence of a large superbubble powered by a relatively young star cluster, the significant amount of neutral hydrogen in the halo means that an interaction with an infalling high-velocity cloud (HVC) cannot be ruled out. This work uses S-band data, a critical wavelength range where the transition from moderate to strong depolarization occurs in star-forming galaxies. Future work will extend this analysis to L-band (1–2 GHz) observations to improve the resolution in Faraday depth and further constrain the three-dimensional structure of magnetic fields in galactic halos.
Polarized intensity map of NGC 891 from combined S-band and C-band observations with a beam size of 15”. The Stokes I contour levels are: 18xσ_I and 100xσ_I , with σ_I = 5.4 μJy/beam. The vectors represent polarization vectors corrected for Faraday rotation. The cross marks the locations of high polarized intensity across the disk.
Niloofar Pourjafari est doctorante en astrophysique à l’Université de Calgary, sous la supervision de Dr. Jeroen Stil. Sa recherche porte sur l’étude des champs magnétiques galactiques avec des observations radio de CHANG-ES. CHANG-ES (Continuum Halos in Nearby Galaxies – un relevé EVLA) est un relevé du continuum radio et de la polarisation de 35 galaxies spirales proches, vues par la tranche, observées avec le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA). Dans le cadre de ce projet elle explore la structure du champ magnétique dans le halo de NGC 891, une galaxie spirale vue par la tranche souvent qualifiée de jumelle de la Voie Lactée. Ses travaux utilisent des observations radio en bande S (2-4 GHz) de NGC 891 obtenues avec le VLA en configuration C.
Les observations de galaxies spirales vues par la tranche montrent généralement des champs magnétiques parallèles au plan dans le disque, mais révèlent une géométrie en “forme de X” dans le halo (ex. Dumke et al. 1995; Krause et al. 2020). Dans son étude de NGC 891, Niloofar constate que le champ magnétique dans le plan du ciel présente une composante significative perpendiculaire au disque, sans alignement marqué le long de l’axe majeur sur la majeure partie de la galaxie. Ce schéma ressemble clairement aux résultats précédents de Sukumar & Allen (1991) à 6.2 cm, obtenus sans correction pour la rotation de Faraday. En plus de la structure globale du champ magnétique, elle examine en détail les propriétés de polarisation de la région nord-est de la galaxie. En utilisant la synthèse de mesure de rotation, elle construit des cartes de profondeur de Faraday et d’intensité radio polarisée, menant à l’identification d’une région localisée présentant une émission polarisée renforcée. En combinant les données radio avec des cartes H-alpha et de rayons X diffus, elle explore les origines possibles de cette structure, notamment une superbulle alimentée par des supernovae groupées ou une interaction entre le disque galactique et du gaz à haute vitesse en accrétion. Bien que la morphologie et les propriétés multi-longueurs d’onde soutiennent la présence d’une grande superbulle alimentée par un amas d’étoiles relativement jeune, la quantité significative d’hydrogène neutre dans le halo signifie qu’une interaction avec un nuage à haute vitesse (NHV) en chute ne peut être exclue. Ce travail utilise des données en bande S, une bande de longueurs d’onde critique où se produit la transition d’une dépolarisation modérée à forte dans les galaxies à formation d’étoiles. Les travaux futurs étendront cette analyse aux observations en bande L (1-2 GHz) afin d’améliorer la résolution en profondeur de Faraday et de mieux contraindre la structure tridimensionnelle des champs magnétiques dans les halos galactiques.
Carte d’intensité polarisée de NGC 891 issue des observations combinées en bande S et en bande C, avec une taille de faisceau de 15”. Les niveaux de contours de Stokes I sont: 18xσ_I et 100xσ_I, avec \sigma_I = 5,4 μJy/faisceau. Les vecteurs représentent les vecteurs de polarisation corrigés pour la rotation de Faraday. La croix indique les emplacements de haute intensité polarisée à travers le disque.