Спирално магнитно поле, увиващо се около молекулен облак в Орион. Кредит за изображение: NRAO / AUI / NSF Кликнете за увеличение
Астрономите обявиха днес (четвъртък, 12 януари) кое може да бъде първото откритие на спирално магнитно поле в междузвездното пространство, навито като змия около газов облак в съзвездието Орион.
„Можете да мислите за тази структура като гигантска, магнитна Слинки, увита около дълъг междузвезден облак“, казва Тимоти Робишоу, аспирант по астрономия в Калифорнийския университет в Бъркли. „Линиите на магнитното поле са като опънати гумени ленти; напрежението притиска облака във филаментарната му форма. "
Астрономите отдавна се надяват да намерят конкретни случаи, при които магнитните сили влияят директно върху формата на междузвездни облаци, но според Робишоу „телескопите просто не са се справили със задачата… досега“.
Откритията предоставят първите доказателства за структурата на магнитното поле около нишковидния облак с филаментарна форма, известен като Молекулярния облак Орион.
Днешното съобщение на Robishaw и Carl Heiles, професор по астрономия в UC Berkeley, беше направено по време на презентация на срещата на Американското астрономическо общество във Вашингтон, D.C.
Междузвездни молекулярни облаци са местата за раждане на звезди, а молекулярният облак Орион съдържа два такива звездни разсадника - един в колана и друг в сабята на съзвездието Орион. Междузвездни облаци са плътни региони, вградени във външна среда с много по-ниска плътност, но „плътните“ междузвездни облаци са, по земни стандарти, перфектен вакуум. В комбинация с магнитни сили, големият размер на тези облаци прави достатъчно гравитация, за да ги събере, за да направят звезди.
Астрономите от известно време знаят, че много молекулни облаци са нишковидни структури, чиито форми се подозират, че са изваяни от баланс между силата на гравитацията и магнитните полета. Правейки теоретични модели на тези облаци, повечето астрофизици са ги разглеждали като сфери, а не като подобни на пръсти нишки. Въпреки това, теоретична обработка, публикувана през 2000 г. от Drs. Джейсън Фийдж и Ралф Пудриц от университета Макмастър предположиха, че когато се третират правилно, нишковидните молекулни облаци трябва да показват спирално магнитно поле около дългата ос на облака. Това е първото наблюдателно потвърждение на тази теория.
"Измерването на магнитни полета в космоса е много трудна задача", казва Робишоу, "защото полето в междузвездното пространство е много слабо и защото има систематични измервателни ефекти, които могат да доведат до грешни резултати."
Подписът на магнитно поле, насочено към или далеч от Земята, е известен като Zeeman ефект и се наблюдава като разцепване на радиочестотна линия.
„Аналогия би била, когато сканирате радио циферблата и получите същата станция, отделена от малко празно място“, обясни Робишоу. „Размерът на празното пространство е пряко пропорционален на силата на магнитното поле на мястото в пространството, където станцията се излъчва.“
Сигналът в този случай се излъчва на 1420 MHz по радио циферблата от междузвезден водород - най-простият и най-обилен атом във Вселената. Предавателят се намира на разстояние 1750 светлинни години в съзвездието Орион.
Антената, която получи тези радиопредавания, е телескопът „Зелена банка“ на Националната научна фондация (GBT), управляван от Националната обсерватория за радиоастрономия. Телескопът, висок 148 метра (485 фута) и чиния с диаметър 100 метра (300 фута), се намира в Западна Вирджиния, където 13000 квадратни мили са заделени като Националната радио тиха зона. Това позволява на радиоастрономите да наблюдават радиовълни, идващи от космоса, без намеса от човешки сигнали.
Използвайки GBT, Robishaw и Heiles наблюдават радиовълни по срезовете през молекулния облак на Орион и установяват, че магнитното поле е обърнало посоката си, насочвайки се към Земята от горната страна на облака и далеч от него на дъното. Те използваха предишни наблюдения на звездна светлина, за да проверят как се ориентира магнитното поле пред облака. (Няма начин да се получи информация за това, което се случва зад облака, тъй като облакът е толкова плътен, че нито оптична светлина, нито радиовълни не могат да проникнат през него.) Когато комбинираха всички налични измервания, картината изплува от модел на тирбушон, увиващ се около облака ,
„Тези резултати бяха изключително вълнуващи за мен по редица причини“, заяви Робишоу. „Има научен резултат от спирална полева структура. След това, има успешното измерване: Този вид наблюдение е много трудно и отне десетки часа в телескопа, само за да разберем как тази огромна чиния реагира на поляризираните радиовълни, които са сигнатура на магнитно поле. "
Резултатите от тези проучвания подсказват на Робишоу и Хейлес, че GBT е не само несравним сред големите радио телескопи за измерване на магнитни полета, но е единственият, който може надеждно да открие слаби магнитни полета.
Хейлс предупреди, че има едно възможно алтернативно обяснение за наблюдаваната структура на магнитното поле: Полето може да бъде увито около предната част на облака.
"Това е много плътен предмет", каза Хейлс. "Случва се и да лежи вътре в издълбаната обвивка на много голяма ударна вълна, която се е образувала, когато много звезди избухнаха в съседното съзвездие Ериданус."
Тази ударна вълна щеше да носи магнитното поле заедно с него, "каза той," докато достигне молекулярния облак! Линиите на магнитното поле ще се разтеглят по лицето на облака и ще се увиват около страните. Подписът на такава конфигурация би бил много подобен на този, който виждаме сега. Това, което наистина ни убеждава, че това е спирално поле, е, че изглежда има постоянен ъгъл на тона към линиите на полето през лицето на облака. "
Ситуацията обаче може да се изясни чрез допълнителни изследвания. Robishaw и Heiles планират да разширят своите измервания в този облак и други, използвайки GBT. Те също така ще си сътрудничат с канадските колеги, за да използват звездна светлина за измерване на полето по лицето на този и други облаци.
„Надеждата е да предоставим достатъчно доказателства, за да разберем каква е истинската структура на това магнитно поле“, каза Хейлс. „Ясното разбиране е от съществено значение за истинското разбиране на процесите, чрез които молекулярните облаци образуват звезди в галактиката Млечен път.“
Изследването беше подкрепено от Националната научна фондация.
