Helicno magnetsko polje koje se omotava oko molekularnog oblaka u Orionu. Kreditna slika: NRAO / AUI / NSF Klikni za veću sliku
Astronomi su danas (četvrtak, 12. siječnja) objavili što je možda prvo otkriće spiralnog magnetskog polja u međuzvjezdanom prostoru, zamotanog poput zmija oko plinskog oblaka u zviježđu Orion.
"O ovoj strukturi možete razmišljati kao o divovskom, magnetskom Slinkyju zamotanom u dugački međuzvjezdani oblak", rekao je Timothy Robishaw, diplomski student astronomije na Sveučilištu u Berkeleyu u Kaliforniji. „Linija magnetskog polja su poput rastegnutih gumenih vrpci; napetost istiskuje oblak u svoj nitasti oblik. "
Astronomi su se dugo nadali da će pronaći specifične slučajeve u kojima magnetske sile izravno utječu na oblik međuzvjezdanih oblaka, ali prema Robishawu, "teleskopi samo nisu bili dosad ispunjeni zadatak ..."
Nalazi pružaju prve dokaze o strukturi magnetskog polja oko međuzvezdanog oblaka s filamentnim oblikom poznatim kao Orionov molekulski oblak.
Današnja najava Robishawa i Carla Heilesa, profesora astronomije u UC Berkeley, objavljena je tijekom prezentacije na sastanku Američkog astronomskog društva u Washingtonu, D.C.
Međuzvjezdani molekularni oblaci su mjesto rođenja zvijezda, a molekulski oblak Orion sadrži dva takva zvjezdana rasadnika - jedan u pojasu, a drugi u maču sazviježđa Orion. Međuzvjezdani oblaci su gusta područja ugrađena u vanjski medij mnogo niže gustoće, ali "gusti" međuzvjezdani oblaci su, po zemaljskim standardima, savršen vakuum. U kombinaciji s magnetskim silama, velika veličina ovih oblaka čini dovoljno gravitacije da ih spoji da naprave zvijezde.
Astronomi već neko vrijeme znaju da su mnogi molekularni oblaci nitaste strukture za koje se sumnja da su njihovi oblici isklesani ravnotežom između sile gravitacije i magnetskog polja. Prilikom izrade teorijskih modela ovih oblaka većina astrofizičara tretira ih kao sfere, a ne kao vlakna slična prstima. Međutim, teorijski tretman koji je 2000. objavio Drs. Jason Fiege i Ralph Pudritz sa Sveučilišta McMaster sugerirali su da kada se pravilno postupa, filamentni molekularni oblaci trebaju pokazati helikopcijsko magnetsko polje oko duge osi oblaka. To je prva promatračka potvrda ove teorije.
"Mjerenje magnetskih polja u svemiru vrlo je težak zadatak," rekao je Robishaw, "jer je polje u međuzvjezdanom prostoru vrlo slabo i zato što postoje sustavni efekti mjerenja koji mogu proizvesti pogrešne rezultate."
Potpis magnetskog polja usmjerenog prema Zemlji ili od njega poznat je pod nazivom Zeeman-ov efekt i promatra se kao cijepanje radiofrekvencijske linije.
"Analogna bi bila kada skenirate radio biranje i dobijete istu stanicu razdvojenu malim praznim prostorom", objasnio je Robishaw. "Veličina praznog prostora izravno je proporcionalna jačini magnetskog polja na mjestu u prostoru u kojem se stanica emitira."
Signal se, u ovom slučaju, emitira na 1420 MHz preko radiopostaje međuzvjezdanim vodikom - najjednostavnijim i najobilnijim atomom u svemiru. Odašiljač se nalazi 1750 svjetlosnih godina u zviježđu Orion.
Antena koja je primila te radijske prijenose je Zeleni bankovni teleskop Nacionalne zaklade za znanost (GBT) kojim upravlja Nacionalni opservatorij za radio astronomiju. Teleskop, visok 148 metara (485 stopa), s posudom promjera 100 metara (300 stopa), nalazi se u zapadnoj Virginiji, gdje je 13 000 četvornih kilometara izdvojeno kao nacionalna radio tiha zona. To omogućava radio astronomima da promatraju radio valove koji dolaze iz svemira bez smetnji od umjetnih signala.
Korištenjem GBT-a, Robishaw i Heiles promatrali su radio valove duž kriški preko Orionovog molekularnog oblaka i otkrili da magnetsko polje preokreće smjer, usmjeravajući prema Zemlji s gornje strane oblaka i dalje od nje na dnu. Prethodna su promatranja zvijezde provjerili kako se usmjerava magnetsko polje ispred oblaka. (Nema načina da dobijete informacije o onome što se događa iza oblaka jer je oblak toliko gust da niti optička svjetlost niti radio valovi ne mogu prodrijeti u njega.) Kad su kombinirali sva raspoloživa mjerenja, slika se pojavila u obliku valovitog uzorka koji se omotavao oko oblaka ,
„Ovi su me rezultati iz više razloga nevjerojatno uzbuđivali“, rekao je Robishaw. "Postoji znanstveni rezultat strukture spiralnog polja. Zatim, tu je uspješno mjerenje: Ova vrsta promatranja je vrlo teška i trebalo je nekoliko desetina sati na teleskopu da shvatimo kako ovo ogromno jelo reagira na polarizirane radio valove koji su znak magnetskog polja. "
Rezultati tih istraživanja sugerirali su Robishawu i Heilesu da GBT nije samo neusporediv među velikim radioteleskopima za mjerenje magnetskih polja, već je jedini koji može pouzdano detektirati slaba magnetska polja.
Heiles je upozorio da postoji jedno alternativno objašnjenje za promatranu strukturu magnetskog polja: Polje bi se moglo omotati oko prednjeg dijela oblaka.
"To je vrlo gust objekt", rekao je Heiles. "Slučajno je i da leži unutar izdubljene školjke vrlo velikog udarnog vala koji je nastao kad su mnoge zvijezde eksplodirale u susjednoj zviježđu Eridanusa."
Taj bi udarni val nosio magnetsko polje zajedno s njim, rekao je, "dok ne dosegne molekulski oblak! Linije magnetskog polja razvukle bi se preko oblaka i omotale se oko strana. Potpis takve konfiguracije bio bi vrlo sličan onome što sada vidimo. Ono što nas uistinu uvjerava da je ovo spiralno polje jest to što se čini da postoji stalni kut nagiba prema linijama polja preko lica oblaka. "
Međutim, situaciju se može razjasniti daljnjim istraživanjima. Robishaw i Heiles planiraju proširiti svoja mjerenja u ovom oblaku i drugi koristeći GBT. Oni će također surađivati s kanadskim kolegama za korištenje zvjezdanog svjetla za mjerenje polja preko lica ovog i drugih oblaka.
"Nadam se pružiti dovoljno dokaza da shvatimo koja je prava struktura ovog magnetskog polja", rekao je Heiles. "Jasno je razumijevanje kako bi se istinski razumjeli procesi pomoću kojih molekularni oblaci formiraju zvijezde u galaksiji Mliječni put."
Istraživanje je podržala Nacionalna zaklada za znanost.
