Czy chaotycznie magnetyczny obłok to dobre miejsce na formowanie gwiazd?

Wizja artystyczna przedstawiająca linie chaotycznego pola magnetycznego w pobliżu nowo powstającej protogwiazdy. Źródło: NRAO/AUI/NSF, D. Berry

Przez dziesięciolecia naukowcy uważali, że linie pola magnetycznego oplatające nowo powstające gwiazdy są jednocześnie silne i bezwzględne działając niczym kraty więzienne, oddzielając gwiazdę od materii gwiazdotwórczej. Niedawno astronomowie odkryli dowody na to, że wielkoskalowe turbulencje daleko od nowej gwiazdy mogą dowolnie kształtować pole magnetyczne.

Teraz astronomowie korzystający z obserwatorium ALMA (Atacama Milimeter/submilimeter Array) odkryli zaskakująco słabe i niesamowicie powykręcane pole magnetyczne bardzo blisko nowo powstającej protogwiazdy. Obserwacje wskazują, że wpływ pola magnetycznego na proces formowania gwiazd jest dużo bardziej złożony niż wcześniej uważano.

Naukowcy wykorzystali ALMA do stworzenia mapy pola magnetycznego otaczającego młodą protogwiazdę Ser-emb 8, znajdującą się 1400 lat świetlnych od nas w obłoku gwiazdotwórczym w gwiazdozbiorze Węża. To jak dotąd najdokładniejsze obserwacje mało-skalowego pola magnetycznego otaczającego młodą protogwiazdę. Wyniki przynoszą także wiele informacji  procesie formowania małomasywnych gwiazd takich jak Słońce.

Wcześniejsze obserwacje prowadzone za pomocą innych teleskopów odkryły, że pola magnetyczne otaczające niektóre młode protogwiazdy układają się w klasyczny kształt klepsydry – co świadczy o silnym polu magnetycznym – które zaczyna się w pobliżu protogwiazdy i rozciąga na wiele lat świetlnym w otaczającym ją obłoku pyłowo-gazowym.

Przed tymi badaniami nie wiedzieliśmy czy wszystkie gwiazdy powstają w regionach kontrolowanych przez silne pola magnetyczne. Dzięki ALMA mamy już na to pytanie odpowiedź – mówi Charles L. H. „Chat” Hull, astronom NRAO z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i główny autor artykułu, który ukazał się w periodyku Astrophysical Journal Letters. Możemy teraz badać pola magnetyczna w obłokach gwiazdotwórczych od największych skal aż do skali samej formującej się gwiazdy. To ekscytujące ponieważ może to oznaczać, że gwiazdy mogą powstać w szerszym zakresie warunków niż uważaliśmy.

Tekstura przedstawia orientację pól magnetycznych w obszarze otaczającym protogwiazdę Ser-emb 8. Szary obszar w centrum to promieniowanie w zakresie milimetrowym pochodzące od pyłu. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); P. Mocz, C. Hull, CfA

ALMA jest w stanie badać pola magnetyczne w małej skali wewnątrz zagęszczeń gwiazdotwórczych poprzez mapowanie polaryzacji promieniowania emitowanego przez ziarna pyłu, która ustawia się zgodnie z polem magnetycznym.

Porównując strukturę pola magnetycznego z obserwacji z najnowocześniejszymi symulacjami superkomputerowymi  astronomowie uzyskali istotne wskazówki o najwcześniejszych etapach tworzenia gwiazd magnetycznych. Symulacje – które rozciągają się od stosunkowo bliskich 140 jednostek astronomicznych od gwiazdy do aż 17 lat świetlnych od niej – zostały przeprowadzone przez astronomów: Philipa Mocza oraz Blakesleya Burkharta – współautorów artykułu.

W przypadku Ser-emb 8 astronomowie uważają, że złapali pole magnetyczne wokół protogwiazdy na gorącym uczynku, zanim wypływy z gwiazdy zaczną usuwać sygnatury pola magnetycznego z otaczającego gwiazdę obłoku molekularnego.

Nasze obserwacje wskazują, że istotność pola magnetycznego w procesach gwiazdotwórczych jest różna od gwiazdy do gwiazdy –  podsumowuje Hull. Ta konkretna protogwiazda wydaje się powstawać w słabo zmagnetyzowanym otoczeniu zdominowanym przez turbulencje, podczas gdy wcześniej obserwowane źródła wyraźnie powstawały w silnie magnetycznym środowisku. Dalsze badania pozwolą nam ustalić, jak często występuje każdy z tych scenariuszy.

Źródło: CfA

Komentarze

comments