Spirálové magnetické pole omotávající kolem molekulárního mraku v Orionu. Obrazový kredit: NRAO / AUI / NSF Klikněte pro zvětšení
Astronomové dnes oznámili (čtvrtek 12. ledna), co může být prvním objevem spirálového magnetického pole v mezihvězdném prostoru, stočeného jako had kolem plynového oblaku v souhvězdí Orionu.
"Tuto strukturu si můžete představit jako obří, magnetické Slinky obalené kolem dlouhého mezihvězdného mraku podobného prstu," řekl Timothy Robishaw, postgraduální student astronomie na Kalifornské univerzitě v Berkeley. "Čáry magnetického pole jsou jako napnuté gumové pásky; napětí tlačí mrak do jeho vláknitého tvaru. “
Astronomové dlouho doufali, že najdou konkrétní případy, ve kterých magnetické síly přímo ovlivňují tvar mezihvězdných mraků, ale podle Robishawe, „dalekohledy doposud tento úkol nesplnili… až dosud“.
Tato zjištění poskytují první důkaz struktury magnetického pole kolem vláknitého mezihvězdného mraku známého jako Orion Molecular Cloud.
Dnešní oznámení Robishaw a Carl Heiles, profesor astronomie UC Berkeley, bylo učiněno během prezentace na setkání Americké astronomické společnosti ve Washingtonu, D.C.
Mezihvězdná molekulární mračna jsou rodištěm hvězd a Orion Molecular Cloud obsahuje dvě takové hvězdné školky - jednu v opasku a druhou v meči souhvězdí Orionu. Mezihvězdné mraky jsou husté oblasti zabudované do vnějšího média s mnohem nižší hustotou, ale „husté“ mezihvězdné mraky jsou podle pozemských standardů dokonalým vakuem. V kombinaci s magnetickými silami je to velká velikost těchto mraků, která vytváří dostatečnou gravitaci, aby je přitáhly k sobě, aby vytvořily hvězdy.
Astronomové již nějakou dobu věděli, že mnoho molekulárních mraků je vláknitých struktur, jejichž tvary jsou pravděpodobně vyřezávány rovnováhou mezi gravitační silou a magnetickými poli. Při vytváření teoretických modelů těchto mraků je většina astrofyziků považovala za sféry spíše než za prstová vlákna. Teoretická léčba publikovaná v roce 2000 Drs. Jason Fiege a Ralph Pudritz z McMaster University navrhli, že při správném zacházení by vláknité molekulární mraky měly vykazovat spirálové magnetické pole kolem dlouhé osy cloudu. Toto je první observační potvrzení této teorie.
"Měření magnetických polí v prostoru je velmi obtížný úkol," řekl Robishaw, "protože pole v mezihvězdném prostoru je velmi slabé a protože existují systematické měřící efekty, které mohou vést k chybným výsledkům."
Podpis magnetického pole směřujícího k Zemi nebo od něj je znám jako Zeemanův efekt a je pozorován jako rozdělení radiofrekvenční linky.
"Analogie by byla, když prohledáváte rádiový číselník a stejnou stanici oddělíte malým mezerou," vysvětlil Robishaw. "Velikost prázdného prostoru je přímo úměrná síle magnetického pole v místě v prostoru, kde se stanice vysílá."
Signál je v tomto případě vysílán při 1420 MHz na rádiové volbě mezihvězdným vodíkem - nejjednodušším a nejhojnějším atomem ve vesmíru. Vysílač se nachází v souhvězdí Orionu ve vzdálenosti 1750 světelných let.
Anténou, která tyto radiové přenosy přijala, je Telescope National Bank Foundation (GBT), který provozuje Národní radioastronomická observatoř. Dalekohled, vysoký 148 metrů (485 stop) a s miskou o průměru 100 metrů (300 stop), se nachází v Západní Virginii, kde bylo vyčleněno 13 000 čtverečních mil jako národní tichá zóna národního rádia. To umožňuje radiovým astronomům pozorovat rádiové vlny přicházející z vesmíru bez rušení ze signálů vytvořených člověkem.
Pomocí GBT, Robishaw a Heiles pozorovali rádiové vlny podél řezů přes Orion Molecular Cloud a zjistili, že magnetické pole obrátilo svůj směr, směřující k Zemi na horní straně cloudu a od něj dole. Použili předchozí pozorování hvězdného světla ke kontrole, jak je orientováno magnetické pole před mrakem. (Neexistuje způsob, jak získat informace o tom, co se děje za mrakem, protože mrak je tak hustý, že ho nemůže proniknout ani optické světlo, ani rádiové vlny.) Když kombinovaly všechna dostupná měření, objevil se obraz o vývrtce, která se ovinula kolem mraku .
"Tyto výsledky pro mě byly neuvěřitelně vzrušující z mnoha důvodů," řekl Robishaw. "Je to vědecký výsledek struktury spirálového pole." Pak je tu úspěšné měření: Tento typ pozorování je velmi obtížný a na dalekohledu trvalo několik desítek hodin, než pochopil, jak toto obrovské jídlo reaguje na polarizované rádiové vlny, které jsou podpisem magnetického pole. “
Výsledky těchto výzkumů navrhly Robishawovi a Heillovi, že GBT je nejen bezkonkurenční mezi velkými radioteleskopy pro měření magnetických polí, ale je to jediný, který dokáže spolehlivě detekovat slabá magnetická pole.
Heiles varoval, že existuje jedno možné alternativní vysvětlení pozorované struktury magnetického pole: Pole by mohlo být omotáno kolem přední části oblaku.
"Je to velmi hustý objekt," řekl Heiles. "Stává se také, že leží uvnitř vyhloubené skořápky velmi velké rázové vlny, která vznikla, když mnoho hvězd explodovalo v sousedním souhvězdí Eridanus."
Tato rázová vlna by s sebou nesla magnetické pole, řekl, „dokud nedosáhne molekulárního mraku! Čáry magnetického pole by se protáhly přes obličej oblaku a omotaly se po stranách. Podpis takové konfigurace by byl velmi podobný tomu, co nyní vidíme. To, co nás opravdu přesvědčuje, že se jedná o spirálové pole, je to, že se zdá, že úhel sklonu k polem pole přes tvář oblaku je konstantní. “
Situaci však lze objasnit dalším výzkumem. Robishaw a Heiles plánují rozšířit svá měření v tomto cloudu a další pomocí GBT. Budou také spolupracovat s kanadskými kolegy, aby pomocí hvězdného světla změřili pole přes tento a další mraky.
"Doufáme, že poskytneme dostatek důkazů, abychom pochopili, jaká je skutečná struktura tohoto magnetického pole," řekl Heiles. "Jasné porozumění je nezbytné, abychom skutečně pochopili procesy, kterými molekulární mraky vytvářejí hvězdy v galaxii Mléčná dráha."
Výzkum podpořila Národní vědecká nadace.
