Orionis paikneva molekulaarpilve ümber ümbritsev spiraalne magnetväli. Pildikrediit: NRAO / AUI / NSF Pilt suuremalt
Astronoomid teatasid täna (neljapäeval, 12. jaanuaril), mis võib olla esimene spiraalse magnetvälja avastamine tähtedevahelises ruumis, mis on mähitud nagu madu Orioni tähtkujus asuva gaasipilve ümber.
"Võite mõelda sellele struktuurile kui hiiglaslikule magnetilisele Slinkyle, mis on ümbritsetud pika, sõrmekujulise tähtedevahelise pilvega," ütles Timothy Robishaw, Berkeley California ülikooli astronoomia magistrant. „Magnetvälja jooned on nagu venitatud kummipaelad; pinge pigistab pilve kiudkujuliseks. ”
Astronoomid on pikka aega lootnud leida konkreetseid juhtumeid, kus magnetjõud mõjutavad tähtedevaheliste pilvede kuju otseselt, kuid Robishawi sõnul pole teleskoobid lihtsalt seni ülesannet täitnud.
Leiud annavad esimesi tõendeid Orioni molekulaarpilveks tuntud filamentaarse tähtedevahelise pilve ümbritseva magnetvälja struktuuri kohta.
UC Berkeley astronoomiaprofessori Robishaw ja Carl Heiles teatas täna oma ettekandes Ameerika astronoomiaühingu koosolekul Washingtonis, D.C.
Tähtedevahelised molekulaarpilved on tähtede sünnikohad ja Orioni molekulaarpilv sisaldab kaht sellist tähekujulist puukooli - üks vöös ja teine Orioni tähtkuju mõõgas. Tähtedevahelised pilved on tihedad piirkonnad, mis on ümbritsetud palju madalama tihedusega väliskeskkonnaga, kuid “tihedad” tähtedevahelised pilved on Maa standardite järgi täiuslik vaakum. Koos magnetiliste jõududega on nende pilvede suuruseks piisav gravitatsioon, et neid tähtede moodustamiseks kokku tõmmata.
Astronoomid on juba mõnda aega teadnud, et paljud molekulaarpilved on niitstruktuurid, mille kuju kahtlustatakse olevat tasakaalustatud raskusjõu ja magnetvälja vahel. Nende pilvede teoreetiliste mudelite tegemisel on enamik astrofüüsikuid kohelnud neid pigem sfääride kui sõrmekujuliste hõõgniitidena. Kuid Drs. 2000. aastal avaldatud teoreetiline käsitlus. Jason Fiege ja Ralph Pudritz McMasteri ülikoolist tegid ettepaneku, et kui õigesti töödelda, peaksid filaarsed molekulaarpilved ilmutama pilve pika telje ümber spiraalset magnetvälja. See on selle teooria esimene vaatluslik kinnitus.
"Kosmose magnetväljade mõõtmine on väga keeruline ülesanne," ütles Robishaw, "kuna tähed tähtedevahelises ruumis on väli väga nõrk ja kuna on olemas süstemaatilised mõõtmisefektid, mis võivad anda ekslikke tulemusi."
Maa poole või maapinnast suunatud magnetvälja allkirja nimetatakse Zeemani efektiks ja seda vaadeldakse raadiosagedusliku joone lõhenemisena.
"Analoogia oleks siis, kui skaneerite raadiojaama ja saate sama jaama eraldada väikese tühjaga," selgitas Robishaw. "Tühja ruumi suurus on otseselt võrdeline magnetvälja tugevusega ruumis, kus jaam edastatakse."
Antud juhul edastatakse signaali raadiosideketta abil sagedusel 1420 MHz tähtedevahelise vesiniku kaudu - see on universumi kõige lihtsam ja rikkalikum aatom. Saatja asub Orioni tähtkujus 1750 valgusaasta kaugusel.
Antenn, mis neid raadiosaateid vastu võttis, on National Science Foundationi Rohelise Panga teleskoop (GBT), mida haldab Riiklik Raadioastronoomia Vaatluskeskus. Teleskoop, mis on 148 meetrit (485 jalga) ja läbimõõduga 100 meetrit (300 jalga), asub Lääne-Virginias, kus riikliku raadio vaikseks tsooniks on pandud 13 000 ruutmiili. See võimaldab raadioastronoomidel jälgida kosmosest tulevaid raadiolaineid ilma inimese tekitatud signaale häirimata.
Kasutades GBT, vaatasid Robishaw ja Heiles raadiolaineid mööda Orioni molekulaarpilve viiludest mööda ja leidsid, et magnetväli pööras oma suuna ümber, osutades pilve ülemisel küljel olevale Maale ja põhjast eemale. Varasemad tähevalguse vaatlused kasutasid pilve ees oleva magnetvälja orienteerumist. (Pilve taga toimuva kohta pole teavet saada, kuna pilv on nii tihe, et optiline valgus ega raadiolained ei pääse sinna sisse.) Kui kõik olemasolevad mõõtmised kokku liita, tekkis pilt pilve ümber mähitud korgitsermustrist. .
"Need tulemused olid minu jaoks uskumatult põnevad mitmel põhjusel," sõnas Robishaw. „Seal on spiraalse välja struktuuri teaduslik tulemus. Siis on edukas mõõtmine: Seda tüüpi vaatlus on väga keeruline ja teleskoobiga kulus kümneid tunde, et lihtsalt aru saada, kuidas see tohutu roog reageerib polariseeritud raadiolainetele, mis on magnetvälja signaal. "
Nende uuringute tulemused näitasid Robishawile ja Heilesele, et GBT pole mitte ainult võrreldamatu magnetvälja mõõtmiseks kasutatavate suurte raadioteleskoopide hulgas, vaid see on ainus, mis suudab usaldusväärselt tuvastada nõrku magnetvälju.
Heiles hoiatas, et vaadeldava magnetvälja struktuurile on üks võimalik alternatiivne seos: väli võib olla mähitud ümber pilve esiosa.
"See on väga tihe objekt," ütles Heiles. "Samuti juhtub see väga suure lööklaine õõnesõõnes, mis tekkis siis, kui paljud tähed plahvatasid Eridanuse naabruses asuvas tähtkujus."
See lööklaine oleks magnetvälja koos sellega kandnud, ütles ta, “kuni see jõudis molekulaarpilve! Magnetvälja jooned venitatakse üle pilve pinna ja ümbritsetakse nende külgedega. Sellise konfiguratsiooni allkiri oleks väga sarnane sellele, mida me praegu näeme. Mis meid veenvalt tõstab, et tegemist on spiraalse väljaga, on see, et välja pilu nurga all väljade joontega näib olevat pidev kaldenurk. ”
Kuid olukorda saab selgitada täiendavate uuringutega. Robishaw ja Heiles plaanivad laiendada oma mõõtmisi selles pilves ja teised, kasutades GBT. Samuti teevad nad koostööd Kanada kolleegidega, et kasutada tähevalgust põllu mõõtmiseks selle ja teiste pilvede kohal.
"Loodetakse esitada piisavalt tõendeid, et mõista selle magnetvälja tõelist struktuuri," ütles Heiles. "Selge mõistmine on oluline, et tõeliselt mõista protsesse, mille kaudu molekulaarpilved moodustavad Linnutee galaktikas tähti."
Uurimist toetas Riiklik Teadusfond.
