Az Orion molekuláris felhője körüli spirális mágneses mező. Kép jóváírása: NRAO / AUI / NSF Kattintson a nagyításhoz
A csillagászok ma (január 12., csütörtök) bejelentették, hogy mi lehet az első olyan spirális mágneses mező felfedezése a csillagközi térben, amely egy kígyóként tekercselt az Orion csillagképben lévő gázfelhő körül.
„Ezt a szerkezetet egy hatalmas, mágneses Slinky-ként lehet elképzelni, amely egy hosszú, ujjszerű csillagközi felhő körül van burkolva. „A mágneses mező vonalai olyanok, mint egy feszített gumiszalag; a feszültség a felhőt rostos alakjába szorítja. ”
A csillagászok hosszú ideje azt remélték találni, hogy olyan speciális eseteket találnak, amelyekben a mágneses erők közvetlenül befolyásolják a csillagközi felhők alakját, ám Robishaw szerint „a távcsövek eddig még nem tettek eleget a feladatnak”.
A megállapítások az Orion molekuláris felhőként ismert filamentáris alakú csillagközi felhő körüli mágneses mező szerkezetének első bizonyítékait szolgáltatják.
Robishaw és Carl Heiles, az UC Berkeley csillagászati professzora mai bejelentését az amerikai csillagászati társaság Washingtonban tartott találkozóján tartották be.
A csillagközi molekuláris felhők a csillagok szülőhelyei, és az Orion molekuláris felhő két ilyen csillagbölcsőt tartalmaz - egyet az övben, a másik az Orion csillagkép kardjában. A csillagközi felhők sűrű régiók, amelyek sokkal kisebb sűrűségű külső közegbe vannak ágyazva, de a „sűrű” csillagközi felhők a Föld szerint a tökéletes vákuum. A mágneses erőkkel együtt ezeknek a felhőknek a nagysága teszi lehetővé a gravitációt ahhoz, hogy egymáshoz húzza a csillagokat.
A csillagászok egy ideje tudták, hogy sok molekuláris felhő olyan fonálszerkezet, amelynek alakja feltételezhetően a gravitációs erő és a mágneses mező egyensúlya által kialakított. A felhők elméleti modelljének elkészítésekor a legtöbb asztrofizikus gömbökként kezeli őket, nem pedig ujjszerű filamentumokként. Ugyanakkor egy elméleti kezelés, amelyet Drs. 2000-ben publikált. Jason Fiege és Ralph Pudritz (McMaster University) javasolta, hogy megfelelő kezelés esetén az izzószálú molekuláris felhőknek a felhő hosszú tengelye körül spirális mágneses teret kell mutatniuk. Ez az elmélet első megfigyelő megerősítése.
"A mágneses mezők mérése az űrben nagyon nehéz feladat - mondta Robishaw -, mivel a csillagközi térben a mező nagyon gyenge, és mivel vannak olyan szisztematikus mérési effektusok, amelyek téves eredményeket eredményezhetnek."
A Föld felé mutató vagy a Föld felé mutató mágneses mező aláírását Zeeman-effektusnak nevezzük, és egy rádiófrekvencia-vonal megosztásaként figyeljük meg.
"Analógia lenne, ha a rádió tárcsát szkenneli, és ugyanazt az állomást elválasztja egy kis üres hely" - magyarázta Robishaw. "Az üres hely nagysága közvetlenül arányos a mágneses mező erősségével abban a helyben, ahol az állomást sugározzák."
A jelet ebben az esetben 1420 MHz-en a rádió tárcsáin csillagközi hidrogén sugározza - az univerzum legegyszerűbb és legszélesebb atomja. Az adó 1750 fényévnyire van az Orion csillagképben.
Ezeket a rádióadásokat fogadó antenna a Nemzeti Tudományos Alapítvány Zöld Bank-távcsője (GBT), amelyet a Nemzeti Rádiócsillagászati Megfigyelő Intézet üzemeltet. A távcső, amely 148 méter (485 láb) magas és 100 méter (300 láb) átmérőjű edényt tartalmaz, Nyugat-Virginiában található, ahol 13 000 négyzet mérföldet helyeztek el a Nemzeti Rádió csendes zónájaként. Ez lehetővé teszi a rádiócsillagászoknak, hogy megfigyeljék az űrből származó rádióhullámokat anélkül, hogy az ember által létrehozott jelek beavatkoznának.
A GBT használatával Robishaw és Heiles rádióhullámokat figyelt meg az Orion molekuláris felhőn áthaladó szeletek mentén, és megállapította, hogy a mágneses mező megfordította irányát, a felhő felső oldalán a Föld felé mutatva, az aljától pedig távol. A csillagfény korábbi megfigyelésein keresztül megvizsgálták, hogy a felhő elõtt mágneses tér hogyan orientálódik. (A felhő mögött zajló eseményekről nem lehet információt szerezni, mivel a felhő olyan sűrű, hogy sem az optikai fény, sem a rádióhullámok ne tudják áthatolni.) Az összes rendelkezésre álló mérés összekapcsolásakor a kép egy felhő körül körbefutó dugóhúzó mintázatból származik. .
"Ezek az eredmények számos okból hihetetlenül izgalmasak voltak" - mondta Robishaw. „Itt van egy spirális terepi szerkezet tudományos eredménye. Aztán ott van a sikeres mérés: Ez a fajta megfigyelés nagyon nehéz, és több tucat órát vett igénybe a távcsövön, hogy megértsük, hogyan reagál ez a hatalmas edény a polarizált rádióhullámokra, amelyek a mágneses mező jelét képezik. "
E vizsgálatok eredményei azt sugallták Robishawnak és Heilesnek, hogy a GBT nemcsak páratlan a mágneses terek mérésére szolgáló nagy rádióteleszkópok között, hanem ez az egyetlen, amely megbízhatóan érzékeli a gyenge mágneses tereket.
Heiles arra figyelmeztetett, hogy a megfigyelt mágneses térerősségnek egy lehetséges alternatívája van: Lehet, hogy a mező a felhő elülső köré kerül.
"Nagyon sűrű tárgy" - mondta Heiles. "Előfordul, hogy egy nagyon nagy ütköző hullám üreges héjában is fekszik, amely akkor alakult ki, amikor sok csillag felrobbant az Eridanus szomszédos csillagképében."
Ez a sokkhullám magával hordozta volna a mágneses teret - mondta, amíg el nem éri a molekuláris felhőt! A mágneses mező vonalai meghúzódnának a felhő felületén, és az oldalakon átkerülnének. Az ilyen konfiguráció aláírása nagyon hasonló ahhoz, amit most látunk. Ami igazán meggyőzi bennünket, hogy ez egy spirális mező, az a, hogy a felhő felületén állandó mezőszög mutatkozik a mezővonalakkal szemben. ”
A helyzet azonban további kutatásokkal tisztázható. Robishaw és Heiles azt tervezi, hogy kibővítik méréseiket ebben a felhőben és másokban a GBT használatával. Együttműködnek a kanadai kollégákkal a csillagfény felhasználásával, hogy megmérjék a teret ezen és más felhők felett.
"A remény elegendő bizonyítékot szolgáltat ahhoz, hogy megértsük, mi a mágneses mező valódi szerkezete" - mondta Heiles. "A világos megértés elengedhetetlen ahhoz, hogy valóban megértsük azokat a folyamatokat, amelyek révén a molekuláris felhők csillagokat képeznek a Tejút galaxisban."
A kutatást a Nemzeti Tudományos Alapítvány támogatta.
