Kierretty magneettikenttä Orionin molekyylipilven ympärille. Kuvaluotto: NRAO / AUI / NSF Klikkaa suuremmaksi
Tähtitieteilijät ilmoittivat tänään (torstaina 12. tammikuuta), mikä voi olla ensimmäinen kierteisen magneettikentän löytö tähtienvälisessä tilassa, käärittynä käärmeeksi kaasupilven ympärille Orionin tähdistössä.
"Voit ajatella tätä rakennetta jättiläismäisenä magneettisena slinkynä, joka on kietoutunut pitkän, sormenkaltaisen tähtienvälisen pilven ympärille", kertoi Timothy Robishaw, tutkijatohtorin astronomia Kalifornian yliopistossa, Berkeley. ”Magneettikenttäviivat ovat kuin venytettyjä kuminauhoja; jännitys puristaa pilven säiemaiseen muotoonsa. ”
Tähtitieteilijät ovat pitkään toivoneet löytävänsä erityistapauksia, joissa magneettiset voimat vaikuttavat suoraan tähtienvälisten pilvien muotoon, mutta Robishaw'n mukaan ”kaukoputket eivät vain ole olleet tehtävänsä… toistaiseksi”.
Havainnot tarjoavat ensimmäisen todisteen Orionin molekyylipilveksi tunnetun filamenttimuodon välisen pilven ympärillä olevasta magneettikentän rakenteesta.
UC Berkeleyn tähtitieteen professori Robishaw ja Carl Heiles ilmoittivat tänään esityksen aikana Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran kokouksessa Washingtonissa, D.C.
Tähtien välinen molekyylipilvi on tähtien syntymäpaikka, ja Orionin molekyylipilvi sisältää kaksi tällaista tähtitarjontaa - yhden vyössä ja toisen Orion-tähtikuvion miekassa. Tähtienväliset pilvet ovat tiheitä alueita, jotka on upotettu paljon pienemmän tiheyden ulkoiseen väliaineeseen, mutta ”tiheät” tähtienväliset pilvet ovat maapallostandardien mukaan täydelliset tyhjiöt. Yhdistettynä magneettisiin voimiin näiden pilvien suuri koko tekee tarpeeksi painovoiman vetämään niitä yhteen tähtiä varten.
Tähtitieteilijät ovat jo jonkin aikaa tienneet, että monet molekyylipilvet ovat filamenttirakenteita, joiden muotojen epäillään olevan veistetty tasapainolla painovoiman ja magneettikentien välillä. Tekeessään näiden pilvien teoreettisia malleja suurin osa astrofysiikan tutkijoista on käsitellyt niitä palloina kuin sormenkaltaisina säikeinä. Drs. Kuitenkin julkaisi vuonna 2000 teoreettisen käsittelyn. Jason Fiege ja Ralph Pudritz McMasterin yliopistosta ehdottivat, että asianmukaisella käsittelyllä hehkulankoisilla molekyylipilvillä tulisi olla kierteinen magneettikenttä pilven pitkän akselin ympäri. Tämä on tämän havainnon ensimmäinen havainnollinen vahvistus.
"Magneettisten kenttien mittaaminen avaruudessa on erittäin vaikea tehtävä", Robishaw sanoi, "koska kenttä tähtienvälisessä tilassa on erittäin heikko ja koska on olemassa systemaattisia mittausvaikutuksia, jotka voivat tuottaa virheellisiä tuloksia."
Maapalloa kohti tai poispäin osoittavan magneettikentän allekirjoitus tunnetaan Zeeman-ilmiönä ja sitä tarkkaillaan radiotaajuuslinjan jakautumisena.
"Vastaavuus olisi, kun skannaat radion valitsinta ja saat saman aseman erotettuna pienellä tyhjällä paikalla", Robishaw selitti. "Tyhjän tilan koko on suoraan verrannollinen magneettikentän voimakkuuteen siinä tilassa tilassa, jossa asemaa lähetetään."
Signaalia, tässä tapauksessa, lähetetään radiotaajuuden välityksellä 1420 MHz radiotaajuudella vety - maailmankaikkeuden yksinkertaisin ja runsain atomi. Lähetin sijaitsee 1750 valovuoden päässä Orion-tähdistössä.
Antenni, joka vastaanotti nämä radiolähetykset, on National Science Foundationin Green Bank Telescope (GBT), jota hallinnoi National Radio Astronomy Observatory. Teleskooppi, jonka korkeus on 148 metriä (485 jalkaa) ja jonka halkaisija on 100 metriä (300 jalkaa), sijaitsee Länsi-Virginiassa, missä 13 000 neliökilometriä on varattu National Radio Quiet Zone -alueeksi. Tämän avulla radioastronomit voivat tarkkailla avaruudesta tulevia radioaaltoja häiritsemättä ihmisen aiheuttamia signaaleja.
Käyttämällä GBT: tä, Robishaw ja Heiles havaitsivat radioaaltoja viipaleilla Orionin molekyylipilven yli ja havaitsivat, että magneettikenttä käänsi suuntaansa osoittaen kohti maata pilven yläpuolella ja poispäin sen pohjalta. He käyttivät aikaisempia tähtivalon havaintoja tarkistaakseen, kuinka pilven edessä oleva magneettikenttä on suunnattu. (Pilven takana tapahtuvasta tiedosta ei ole mitään keinoa saada tietoja, koska pilvi on niin tiheä, ettei optinen valo tai radioaalto pääse tunkeutumaan siihen.) Kun ne yhdistivät kaikki käytettävissä olevat mittaukset, kuvan seurauksena syntyi korkkiruuvin kuvio, joka kietoutui pilven ympärille. .
"Nämä tulokset olivat minulle uskomattoman jännittäviä monista syistä", Robishaw sanoi. ”Sielu on kierteisen kenttärakenteen tieteellinen tulos. Sitten on onnistunut mittaus: Tämäntyyppinen havaitseminen on erittäin vaikeaa, ja kesti kymmeniä tunteja kaukoputkella vain ymmärtää, kuinka tämä valtava astia reagoi polarisoituneisiin radioaaltoihin, jotka ovat magneettikentän merkki. "
Näiden tutkimusten tulokset ehdottivat Robishawille ja Heilesille, että GBT ei ole vain vertaansa vailla suurissa radioteleskoopeissa magneettikentän mittaamiseksi, vaan se on ainoa, joka pystyy luotettavasti havaitsemaan heikot magneettikentät.
Heiles varoitti, että havaitulle magneettikentän rakenteelle on yksi mahdollinen vaihtoehtoinen selitys: Kenttä saattaa olla kääritty pilven etuosan ympärille.
"Se on erittäin tiheä esine", Heiles sanoi. "Se sattuu myös mahtamaan ontto kuori, joka muodostuu erittäin suuresta iskuaallosta, joka muodostui, kun monet tähdet räjähtivat Eridanuksen naapuritelmassa."
Tuo iskuaalto olisi pitänyt magneettikentän mukana, hän sanoi, ”kunnes se saavutti molekyylipilven! Magneettikenttäviivat venyivät pilven pinnan yli ja kietoutuvat sivujen ympärille. Tällaisen kokoonpanon allekirjoitus olisi hyvin samanlainen kuin mitä nyt näemme. Mikä todella vakuuttaa meidät siitä, että tämä on kierteinen kenttä, on se, että kentän viivoihin näyttää jatkuvan nousukulman pilvipinnan yli. ”
Tilanne voidaan kuitenkin selvittää lisätutkimuksilla. Robishaw ja Heiles suunnittelevat laajentavansa mittauksiaan tässä pilvessä ja muissa käyttämällä GBT: tä. He tekevät yhteistyötä myös kanadalaisten kollegoiden kanssa tähtivalon avulla mittaamaan kenttää tämän ja muiden pilvien edessä.
"Toivo on tarjota riittävästi todisteita ymmärtääksesi, mikä tämän magneettikentän todellinen rakenne on", sanoi Heiles. "Selkeä ymmärtäminen on välttämätöntä, jotta voidaan ymmärtää todella prosessit, joiden avulla molekyylin pilvet muodostavat tähtiä Linnunradan galaksissa."
Tutkimusta tuki Kansallinen tiedesäätiö.
