Spirālveida magnētiskā lauka ietīšana ap molekulāro mākoņu Orionā. Attēla kredīts: NRAO / AUI / NSF Noklikšķiniet, lai palielinātu
Astronomi šodien (ceturtdien, 12. janvārī) paziņoja, kas varētu būt pirmais spirālveida magnētiskā lauka atklājums starpzvaigžņu telpā, kas apvijies kā čūska ap gāzes mākoni Oriona zvaigznājā.
"Jūs varat domāt par šo struktūru kā par milzu, magnētisku Slinky, kas ietīts ap garu, pirkstiem līdzīgu starpzvaigžņu mākoni," sacīja Timotijs Robishaw, Kalifornijas universitātes Bērklija astronomijas maģistrantūras students. “Magnētiskā lauka līnijas ir kā izstieptas gumijas joslas; spriedze izspiež mākoni tā pavediena formā. ”
Astronomi ilgi cerēja atrast īpašus gadījumus, kad magnētiskie spēki tieši ietekmē starpzvaigžņu mākoņu formu, taču, pēc Robishaw teiktā, “teleskopi līdz šim vienkārši nav tikuši līdz uzdevumam”.
Atradumi sniedz pirmos pierādījumus par magnētiskā lauka struktūru ap pavedienu formas starpzvaigžņu mākoni, kas pazīstams kā Oriona molekulārais mākonis.
Šodienas paziņojums, ko veica UB Berkeley astronomijas profesors Robishaw un Carl Heiles, tika sniegts prezentācijas laikā Amerikas astronomijas biedrības sanāksmē Vašingtonā, D.C.
Starpzvaigžņu molekulārie mākoņi ir zvaigžņu dzimšanas vietas, un Orionas molekulārajā mākonī ir divas šādas zvaigžņu audzētavas - viena jostā un otra Oriona zvaigznāja zobenā. Starpzvaigžņu mākoņi ir blīvi reģioni, kas iegulti daudz zemāka blīvuma ārējā vidē, bet “blīvie” starpzvaigžņu mākoņi pēc Zemes standartiem ir ideāls vakuums. Kombinācijā ar magnētiskajiem spēkiem šo mākoņu lielais izmērs rada pietiekamu gravitācijas spēku, lai tos savilktu kopā, lai veidotu zvaigznes.
Astronomi jau kādu laiku ir zinājuši, ka daudzi molekulārie mākoņi ir pavedienu struktūras, kuru formas tiek uzskatītas par skulpturālām, ievērojot līdzsvaru starp smaguma spēku un magnētiskajiem laukiem. Veidojot šo mākoņu teorētiskos modeļus, vairums astrofiziķu tos ir traktējuši kā sfēras, nevis pirkstveidīgus pavedienus. Tomēr teorētiskais raksturojums, ko 2000. gadā publicēja Drs. Jason Fiege un Ralph Pudritz no McMaster University ierosināja, ka, pareizi apstrādājot, pavedienu molekulārajiem mākoņiem vajadzētu būt spirālveida magnētiskajam laukam ap mākoņa garo asi. Šis ir pirmais novērošanas apstiprinājums šai teorijai.
"Magnētisko lauku mērīšana kosmosā ir ļoti grūts uzdevums," sacīja Robishaw, "jo lauks starpzvaigžņu telpā ir ļoti vājš un tāpēc, ka pastāv sistemātiski mērījumu efekti, kas var radīt kļūdainus rezultātus."
Magnētiskā lauka paraksts, kas vērsts uz Zemi vai prom no tās, ir pazīstams kā Zēmena efekts un tiek novērots kā radiofrekvences līnijas sadalīšana.
“Analoģija būtu tad, kad skenējat radio ripu un jūs to pašu staciju atdalāt ar nelielu tukšu vietu,” skaidroja Robishaw. "Tukšās vietas lielums ir tieši proporcionāls magnētiskā lauka stiprumam vietā telpā, kur stacija tiek pārraidīta."
Signālu, šajā gadījumā, ar radio ciparripu pārraida 1420 MHz frekvencē ar starpzvaigžņu ūdeņradi - visvienkāršāko un bagātīgāko atomu Visumā. Raidītājs atrodas 1750 gaismas gadu attālumā Oriona zvaigznājā.
Antena, kas uztvēra šos radiopārraides, ir Nacionālā zinātnes fonda Zaļās bankas teleskops (GBT), ko vada Nacionālā radioastronomijas observatorija. Teleskops, kas ir 148 metrus (485 pēdas) garš un ar trauku ir 100 metru (300 pēdu) diametrā, atrodas Rietumvirdžīnijā, kur 13 000 kvadrātjūdzes ir atceltas kā Nacionālā radio klusā zona. Tas ļauj radioastronomiem novērot radioviļņus, kas nāk no kosmosa, bez cilvēka radīto signālu traucējumiem.
Izmantojot GBT, Robishaw un Heiles novēroja radioviļņus pa šķēlumiem pāri Oriona molekulārajam mākonim un atklāja, ka magnētiskais lauks apgriezts virzienā, norādot uz Zemi mākoņa augšējā pusē un prom no tā apakšā. Viņi izmantoja iepriekšējos zvaigžņu gaismas novērojumus, lai pārbaudītu, kā ir orientēts magnētiskais lauks mākoņa priekšā. (Nav iespējams iegūt informāciju par to, kas notiek aiz mākoņa, jo mākonis ir tik blīvs, ka ne optiskā gaisma, ne radioviļņi tajā nevar iekļūt.) Apvienojot visus pieejamos mērījumus, attēls parādījās korķa skrūves rakstā, kas apvijās ap mākoni. .
"Šie rezultāti man bija neticami aizraujoši vairāku iemeslu dēļ," sacīja Robishaw. “Tur ir spirālveida lauka struktūras zinātniskais rezultāts. Pēc tam tiek veikts veiksmīgs mērījums. Šāda veida novērošana ir ļoti sarežģīta, un pagāja desmitiem stundu ar teleskopu, lai saprastu, kā šis milzīgais ēdiens reaģē uz polarizētajiem radioviļņiem, kas ir magnētiskā lauka paraksts. ”
Šo pētījumu rezultāti Robishaw un Heiles ierosināja, ka GBT ir ne tikai nepārspējams starp lielajiem radio teleskopiem magnētiskā lauka mērīšanai, bet tas ir vienīgais, kas var ticami noteikt vājus magnētiskos laukus.
Heiles brīdināja, ka novērotajam magnētiskā lauka struktūrai ir viens no iespējamiem alternatīvajiem skaidrojumiem: Lauks varētu būt apvilkts ap mākoņa priekšpusi.
"Tas ir ļoti blīvs objekts," sacīja Heiles. "Tas notiek arī ļoti liela trieciena viļņa, kas izveidojies, kad kaimiņos esošajā Eridanus zvaigznājā eksplodēja daudzas zvaigznes, dobajā apvalkā."
Šis triecienvilnis būtu nēsājis magnētisko lauku līdzās tam, viņš teica: “līdz tas sasniedza molekulāro mākoni! Magnētiskā lauka līnijas varētu izstiepties pāri mākoņa sejai un apvītas ap sāniem. Šādas konfigurācijas paraksts būtu ļoti līdzīgs tam, ko mēs redzam tagad. Tas, kas mūs pārliecina, ka tas ir spirālveida lauks, ir tas, ka, šķiet, pastāv nemainīgs lauka leņķis pret lauka līnijām visā mākoņa pusē. ”
Tomēr situāciju var noskaidrot ar turpmākiem pētījumiem. Robishaw un Heiles plāno paplašināt savus mērījumus šajā mākonī un citi, izmantojot GBT. Viņi arī sadarbosies ar Kanādas kolēģiem, lai izmantotu zvaigžņu gaismu, lai izmērītu lauku visā šī un citu mākoņu sejā.
"Cerība ir sniegt pietiekami daudz pierādījumu, lai saprastu, kāda ir šī magnētiskā lauka patiesā struktūra," sacīja Heiles. "Skaidra izpratne ir būtiska, lai patiesi saprastu procesus, kuros molekulārie mākoņi veido zvaigznes Piena ceļa galaktikā."
Pētījumu atbalstīja Nacionālais zinātnes fonds.
