Ελικοειδές μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει μοριακό νέφος στο Όριον. Πιστωτική εικόνα: NRAO / AUI / NSF Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Οι αστρονόμοι ανακοίνωσαν σήμερα (Πέμπτη 12 Ιανουαρίου) ποια μπορεί να είναι η πρώτη ανακάλυψη ελικοειδούς μαγνητικού πεδίου στο διαστρικό διάστημα, τυλιγμένο σαν φίδι γύρω από ένα σύννεφο αερίου στον αστερισμό του Ωρίωνα.
«Μπορείτε να σκεφτείτε αυτήν τη δομή ως ένα γιγαντιαίο, μαγνητικό Slinky τυλιγμένο γύρω από ένα μακρύ, διαστρικό σύννεφο σαν», δήλωσε ο Timothy Robishaw, μεταπτυχιακός φοιτητής στην αστρονομία στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ. «Οι γραμμές μαγνητικού πεδίου είναι σαν τεντωμένες λαστιχένιες ταινίες. η ένταση συμπιέζει το σύννεφο στο νηματοειδές σχήμα του. "
Οι αστρονόμοι ελπίζουν εδώ και πολύ καιρό να βρουν συγκεκριμένες περιπτώσεις στις οποίες οι μαγνητικές δυνάμεις επηρεάζουν άμεσα το σχήμα των διαστρικών νεφών, αλλά σύμφωνα με τον Robishaw, «τα τηλεσκόπια δεν έχουν φτάσει μέχρι τώρα στο έργο… μέχρι τώρα».
Τα ευρήματα παρέχουν τις πρώτες ενδείξεις για τη δομή του μαγνητικού πεδίου γύρω από ένα διαστρικό σύννεφο σε σχήμα νηματίου γνωστό ως Orion Molecular Cloud.
Η σημερινή ανακοίνωση των Robishaw και Carl Heiles, καθηγητή αστρονομίας του U Μπέρκλεϋ, έγινε κατά τη διάρκεια παρουσίασης στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Ουάσιγκτον, D.C.
Τα διαστρικά μοριακά σύννεφα είναι οι τόποι γέννησης των αστεριών και το Orion Molecular Cloud περιέχει δύο τέτοια αστρικά φυτώρια - ένα στη ζώνη και ένα άλλο στο σπαθί του αστερισμού του Ωρίωνα. Τα διαστρικά σύννεφα είναι πυκνές περιοχές ενσωματωμένες σε εξωτερικό μέσο πολύ χαμηλότερης πυκνότητας, αλλά τα «πυκνά» διαστρικά σύννεφα είναι, σύμφωνα με τα πρότυπα της Γης, ένα τέλειο κενό. Σε συνδυασμό με μαγνητικές δυνάμεις, είναι το μεγάλο μέγεθος αυτών των νεφών που κάνει αρκετή βαρύτητα για να τα τραβήξει μαζί για να δημιουργήσει αστέρια.
Οι αστρονόμοι γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό ότι πολλά μοριακά σύννεφα είναι νηματώδεις δομές των οποίων τα σχήματα υποπτεύονται ότι είναι γλυπτά από μια ισορροπία μεταξύ της δύναμης της βαρύτητας και των μαγνητικών πεδίων. Κατά τη δημιουργία θεωρητικών μοντέλων αυτών των νεφών, οι περισσότεροι αστροφυσικοί τους αντιμετώπισαν ως σφαίρες και όχι σαν νήματα. Ωστόσο, μια θεωρητική θεραπεία που δημοσιεύθηκε το 2000 από τον Δρ. Οι Jason Fiege και Ralph Pudritz του Πανεπιστημίου McMaster πρότειναν ότι όταν αντιμετωπίζονται σωστά, τα νηματοειδή μοριακά σύννεφα θα πρέπει να παρουσιάζουν ελικοειδές μαγνητικό πεδίο γύρω από τον μακρύ άξονα του νέφους. Αυτή είναι η πρώτη επιβεβαιωτική παρατήρηση αυτής της θεωρίας.
«Η μέτρηση μαγνητικών πεδίων στο διάστημα είναι πολύ δύσκολη υπόθεση», δήλωσε ο Robishaw, «επειδή το πεδίο στο διαστρικό διάστημα είναι πολύ αδύναμο και επειδή υπάρχουν συστηματικά εφέ μέτρησης που μπορούν να παράγουν εσφαλμένα αποτελέσματα».
Η υπογραφή ενός μαγνητικού πεδίου που δείχνει προς ή μακριά από τη Γη είναι γνωστή ως το φαινόμενο Zeeman και παρατηρείται ως η διάσπαση μιας γραμμής ραδιοσυχνοτήτων.
«Μια αναλογία θα ήταν όταν κάνετε σάρωση του ραδιοφωνικού καντράν και ο ίδιος σταθμός χωρίζεται από έναν μικρό κενό χώρο», εξήγησε ο Robishaw. "Το μέγεθος του κενού χώρου είναι ευθέως ανάλογο με την ισχύ του μαγνητικού πεδίου στη θέση στο διάστημα όπου μεταδίδεται ο σταθμός."
Το σήμα, στην περίπτωση αυτή, εκπέμπεται στα 1420 MHz στο ραδιοφωνικό κανάλι μέσω διαστρικού υδρογόνου - το απλούστερο και πιο άφθονο άτομο στο σύμπαν. Ο πομπός βρίσκεται 1750 έτη φωτός στον αστερισμό Orion.
Η κεραία που έλαβε αυτές τις ραδιοφωνικές μεταδόσεις είναι το Τηλεσκόπιο Green Bank του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος (GBT), που λειτουργεί από το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας. Το τηλεσκόπιο, ύψους 148 μέτρων (485 πόδια) και διαμέτρου 100 μέτρων (300 πόδια), βρίσκεται στη Δυτική Βιρτζίνια, όπου έχουν διαχωριστεί 13.000 τετραγωνικά μίλια ως η Εθνική Ζώνη Ραδιοφώνου. Αυτό επιτρέπει στους αστρονόμους του ραδιοφώνου να παρατηρούν ραδιοκύματα που προέρχονται από το διάστημα χωρίς παρεμβολές από χειροποίητα σήματα.
Χρησιμοποιώντας το GBT, ο Robishaw και ο Heiles παρατήρησαν ραδιοκύματα κατά μήκος φετών στο Orion Molecular Cloud και διαπίστωσαν ότι το μαγνητικό πεδίο αντιστράφηκε προς την κατεύθυνση του, δείχνοντας προς τη Γη στην πάνω πλευρά του σύννεφου και μακριά από αυτό στον πυθμένα. Χρησιμοποίησαν προηγούμενες παρατηρήσεις αστεριού για να ελέγξουν πώς προσανατολίζεται το μαγνητικό πεδίο μπροστά από το σύννεφο. (Δεν υπάρχει τρόπος να αποκτήσετε πληροφορίες σχετικά με το τι συμβαίνει πίσω από το σύννεφο, καθώς το σύννεφο είναι τόσο πυκνό που ούτε το οπτικό φως ούτε τα ραδιοκύματα μπορούν να το διαπεράσουν.) Όταν συνδύαζαν όλες τις διαθέσιμες μετρήσεις, εμφανίστηκε η εικόνα ενός μοτίβου ανοιχτήρι που τυλίγεται γύρω από το σύννεφο .
"Αυτά τα αποτελέσματα ήταν απίστευτα συναρπαστικά για μένα για διάφορους λόγους", δήλωσε ο Robishaw. «Υπάρχει το επιστημονικό αποτέλεσμα μιας ελικοειδούς δομής πεδίου. Στη συνέχεια, υπάρχει η επιτυχής μέτρηση: Αυτός ο τύπος παρατήρησης είναι πολύ δύσκολος και χρειάστηκαν δεκάδες ώρες στο τηλεσκόπιο για να καταλάβουμε πώς αυτό το τεράστιο πιάτο ανταποκρίνεται στα πολωμένα ραδιοκύματα που είναι η υπογραφή ενός μαγνητικού πεδίου. "
Τα αποτελέσματα αυτών των ερευνών έδειξαν στους Robishaw και Heiles ότι το GBT δεν είναι μόνο ασύγκριτο μεταξύ των μεγάλων ραδιοτηλεσκοπίων για τη μέτρηση μαγνητικών πεδίων, αλλά είναι το μόνο που μπορεί να ανιχνεύσει αξιόπιστα αδύναμα μαγνητικά πεδία.
Ο Heiles προειδοποίησε ότι υπάρχει μια πιθανή εναλλακτική εξήγηση για την παρατηρούμενη δομή μαγνητικού πεδίου: Το πεδίο μπορεί να τυλίγεται γύρω από το μπροστινό μέρος του νέφους.
«Είναι ένα πολύ πυκνό αντικείμενο», είπε ο Heiles. «Συμβαίνει επίσης να βρίσκεται μέσα στο κοίλο κέλυφος ενός πολύ μεγάλου κύματος σοκ που σχηματίστηκε όταν πολλά αστέρια εξερράγησαν στον γειτονικό αστερισμό του Eridanus».
Αυτό το κύμα σοκ θα είχε μαζί του το μαγνητικό πεδίο, είπε, «μέχρι να φτάσει στο μοριακό σύννεφο! Οι γραμμές μαγνητικού πεδίου θα τεντωθούν σε όλη την επιφάνεια του σύννεφου και θα τυλίγονται γύρω από τις πλευρές. Η υπογραφή μιας τέτοιας διαμόρφωσης θα ήταν πολύ παρόμοια με αυτήν που βλέπουμε τώρα. Αυτό που πραγματικά μας πείθει ότι αυτό είναι ένα ελικοειδές πεδίο είναι ότι φαίνεται να υπάρχει μια σταθερή γωνία βήματος προς τις γραμμές πεδίου απέναντι από το σύννεφο. "
Ωστόσο, η κατάσταση μπορεί να διευκρινιστεί με περαιτέρω έρευνα. Οι Robishaw και Heiles σκοπεύουν να επεκτείνουν τις μετρήσεις τους σε αυτό το cloud και άλλους χρησιμοποιώντας το GBT. Θα συνεργαστούν επίσης με τους Καναδάς συναδέλφους για να χρησιμοποιήσουν το αστρικό φως για να μετρήσουν το πεδίο απέναντι από αυτό και άλλα σύννεφα.
«Η ελπίδα είναι να παράσχουμε αρκετά στοιχεία για να κατανοήσουμε ποια είναι η πραγματική δομή αυτού του μαγνητικού πεδίου», δήλωσε ο Heiles. «Μια σαφής κατανόηση είναι απαραίτητη για να κατανοήσουμε πραγματικά τις διαδικασίες με τις οποίες τα μοριακά σύννεφα σχηματίζουν αστέρια στον γαλαξία του Γαλαξία».
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.
