Špirálové magnetické pole obalené okolo molekulárneho oblaku v Orione. Obrazový kredit: NRAO / AUI / NSF Kliknite pre zväčšenie
Astronómovia dnes oznámili (štvrtok 12. januára), čo môže byť prvým objavom špirálového magnetického poľa v medzihviezdnom priestore, stočeného ako had okolo oblaku plynu v súhvezdí Orion.
„Túto štruktúru si môžete predstaviť ako obrovský magnetický Slinky obalený okolo dlhého medzihviezdneho oblaku podobného prstom,“ povedal Timothy Robishaw, postgraduálny študent astronómie na Kalifornskej univerzite v Berkeley. „Čiary magnetického poľa sú ako napnuté gumové pásy; napätie vytlačí mrak do jeho vláknitého tvaru. “
Astronómovia už dlho dúfajú, že nájdu konkrétne prípady, v ktorých magnetické sily priamo ovplyvňujú tvar medzihviezdnych oblakov, ale podľa Robishawa, „ďalekohľady doposiaľ túto úlohu zatiaľ nesplnili…“.
Zistenia poskytujú prvý dôkaz štruktúry magnetického poľa okolo vláknitého medzihviezdneho oblaku známeho ako Orion Molecular Cloud.
Dnešné vyhlásenie Robishaw a Carl Heiles, profesora astronómie UC Berkeleyho, sa uskutočnilo počas prezentácie na stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti vo Washingtone, D.C.
Medzihviezdne molekulárne oblaky sú rodiskom hviezd a molekulárny mrak Orion obsahuje dve také hviezdne škôlky - jednu v opasku a druhú v meči súhvezdia Orion. Medzihviezdne oblaky sú husté oblasti zabudované do vonkajšieho média s oveľa nižšou hustotou, ale „husté“ medzihviezdne oblaky sú podľa zemských štandardov dokonalé vákuum. V kombinácii s magnetickými silami je to veľká veľkosť týchto mrakov, ktorá vytvára dostatočnú gravitáciu, aby sa dali dohromady, aby vytvorili hviezdy.
Astronómovia už dlhší čas vedia, že mnoho molekulárnych oblakov sú vláknité štruktúry, ktorých tvary sú pravdepodobne tvarované rovnováhou medzi gravitačnou silou a magnetickými poľami. Pri príprave teoretických modelov týchto oblakov ich väčšina astrofyzikov považovala za guľovité, a nie za vlákna podobné prstom. Teoretické spracovanie publikované v roku 2000 Drs. Jason Fiege a Ralph Pudritz z McMaster University navrhli, že pri správnom ošetrení by vláknité molekulárne oblaky mali vykazovať helikálne magnetické pole okolo pozdĺžnej osi mraku. Toto je prvé observačné potvrdenie tejto teórie.
"Meranie magnetických polí vo vesmíre je veľmi náročná úloha," uviedol Robishaw, "pretože pole v medzihviezdnom priestore je veľmi slabé a pretože existujú systematické meracie efekty, ktoré môžu viesť k chybným výsledkom."
Podpis magnetického poľa smerujúceho k Zemi alebo od neho je známy ako Zeemanov jav a pozoruje sa ako rozdelenie vysokofrekvenčnej linky.
"Analogicky by to bolo, keď by ste prehľadávali rádiové vytáčanie a rovnakú stanicu ste oddelili malým medzerou," vysvetlil Robishaw. „Veľkosť prázdneho priestoru je priamo úmerná sile magnetického poľa v mieste v priestore, kde sa vysiela stanica.“
Signál je v tomto prípade vysielaný na rádiovom číselníku pri 1420 MHz prostredníctvom medzihviezdneho vodíka - najjednoduchšieho a najhojnejšieho atómu vo vesmíre. Vysielač sa nachádza v súhvezdí Orion vo vzdialenosti 1750 svetelných rokov.
Anténou, ktorá prijala tieto rádiové prenosy, je Telescope Green Bank Telescope (GBT) Národnej vedeckej nadácie, ktorý prevádzkuje Observatórium Národného rádiového astronómia. Teleskop s výškou 148 metrov (485 stôp) as priemerom misky s priemerom 100 metrov (300 stôp) sa nachádza v Západnej Virgínii, kde bolo vyčlenených 13 000 štvorcových míľ ako tichá zóna národného rádia. To umožňuje rádioastronómom pozorovať rádiové vlny prichádzajúce z vesmíru bez rušenia ľudskými signálmi.
Pomocou GBT Robishaw a Heiles pozorovali rádiové vlny pozdĺž rezov cez molekulárny mrak Orion a zistili, že magnetické pole obrátilo svoj smer a smerovalo k Zemi na hornej strane oblaku a ďalej od neho na dne. Použili predchádzajúce pozorovania hviezdneho svetla na kontrolu orientácie magnetického poľa pred oblakom. (Neexistuje spôsob, ako získať informácie o tom, čo sa deje za mrakom, pretože mrak je taký hustý, že ho nemôže preniknúť ani optické svetlo, ani rádiové vlny.) Keď sa spojili všetky dostupné merania, objavil sa obraz o vývrtke obklopujúcej oblak. ,
"Tieto výsledky boli pre mňa neuveriteľne vzrušujúce z niekoľkých dôvodov," uviedol Robishaw. „Vedecká štruktúra má vedecký výsledok. Potom je tu úspešné meranie: Tento typ pozorovania je veľmi náročný a na teleskope trvalo desiatky hodín, aby sme pochopili, ako toto obrovské jedlo reaguje na polarizované rádiové vlny, ktoré sú podpisom magnetického poľa. ““
Výsledky týchto výskumov navrhli Robishawovi a Heillovi, že GBT je nielen veľkým rádioteleskopom na meranie magnetických polí jedinečný, ale je jediným, ktorý dokáže spoľahlivo zistiť slabé magnetické pole.
Heiles varoval, že existuje jedno možné alternatívne vysvetlenie pozorovanej štruktúry magnetického poľa: Pole by mohlo byť omotané okolo prednej časti mraku.
"Je to veľmi hustý predmet," povedal Heiles. "Stáva sa tiež, že leží vo vnútri vyhĺbeného plášťa veľmi veľkej rázovej vlny, ktorá sa vytvorila, keď mnoho hviezd explodovalo v susednom súhvezdí Eridanus."
Táto rázová vlna by so sebou niesla aj magnetické pole, “povedal,„ až kým nedosiahne molekulárny mrak! Čiary magnetického poľa sa natiahnu cez oblak a omotajú sa okolo strán. Podpis takejto konfigurácie by bol veľmi podobný tomu, čo vidíme teraz. To, čo nás skutočne presvedčí o tom, že ide o špirálové pole, je to, že sa zdá, že medzi čiarami poľa cez tvár mraku je konštantný uhol sklonu. “
Situáciu však možno objasniť ďalším výskumom. Robishaw a Heiles plánujú rozšíriť svoje merania v tomto cloude a ďalšie pomocou GBT. Budú tiež spolupracovať s kanadskými kolegami pri použití hviezdneho svetla na meranie poľa naprieč týmto a inými mrakmi.
„Dúfame, že poskytneme dostatok dôkazov na pochopenie skutočnej štruktúry tohto magnetického poľa,“ povedal Heiles. "Jasné porozumenie je nevyhnutné, aby sme skutočne porozumeli procesom, ktorými molekulárne oblaky tvoria hviezdy v galaxii Mliečnej dráhy."
Výskum podporila Národná vedecká nadácia.
