Блог

Jan 01, 2024

Как магнитные поля контролируют рост галактики

Огромные леса нашей галактики сформированы сложными магнитными полями

Огромные леса нашей галактики сформированы сложными магнитными полями.

Вращающийся диск газа и пыли Млечного Пути порождает изящные спиральные рукава, которые составляют наиболее активные места звездообразования в галактике. Теперь исследователи, используя бортовой телескоп высоко в атмосфере Земли, обнаружили механизм того, как магнитные поля влияют на рождение звезд в плотных нитях, или «костях», которые проходят через эти рукава.

Новая работа описывает, как магнитные поля галактического масштаба, в зависимости от их ориентации и силы, могут перенаправлять материал из одной области в другую и предотвращать коллапс пыли и газа, составляющих самые плотные области, под действием силы тяжести. Эти процессы препятствуют звездообразованию; без них у нас было бы гораздо более яркое ночное небо, чем мы видим сегодня.

Наблюдения наземного телескопа в 2015 году подтвердили физические свойства газовых и пылевых костей, выстилающих рукава Млечного Пути. Но исследователи не знали точной роли магнитных полей в звездообразующей деятельности на меньших масштабах. «Мы знали, что кости существуют, но тогда не было возможности составить карту деталей их магнитной структуры», — говорит Саймон Куде, постдокторант из Вустерского государственного университета и Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт. Куде представил новые результаты на зимнем собрании Американского астрономического общества в 2023 году.

В рамках этой работы исследователи определяют мелкомасштабное направление этих магнитных полей, измеряя, как выравниваются частицы пыли. В частности, они количественно определяют, как магнитные свойства помогают удерживать газ и пыль в массивных костях от разрушения с образованием звезд. С помощью данных приборов, установленных на борту телескопа SOFIA, установленного на Боинге-747, в последние годы его деятельности, «мы могли наблюдать структуру поля в звездообразующих облаках на больших участках галактики», — говорит Куде.

Одна карта костей из этого проекта показала, что магнитные поля имеют тенденцию быть перпендикулярными длине кости в плотных областях рождения активных звезд и более параллельными в других местах. Это может означать, что параллельные поля из менее плотных областей переносят материал в более плотные, где поля достаточно сильны, чтобы ограничить гравитационный коллапс, несмотря на наличие дополнительного звездообразующего материала, говорят исследователи. Они также обнаружили магнитные поля вдоль других галактических костей, достаточно сильные, чтобы замедлить звездообразование во всех областях, кроме самых активных.

«Мы знали, что целые галактики пронизаны магнитными полями. Теперь мы видим структуры этих полей в самых плотных регионах, где они чувствительны к звездообразованию», — говорит Энрике Лопес-Родригес, внегалактический астроном из Института Кавли. Отдел астрофизики и космологии частиц из Стэнфордского университета, который не принимал участия в исследовании. В конечном итоге, добавляет он, это приведет к пониманию того, как баланс между гравитацией и крупномасштабными магнитными полями определяет звездообразование в мельчайших масштабах, как в других галактиках, так и в нашей собственной.

Эта статья была первоначально опубликована под названием «Звездный магнит» в журнале Scientific American 328, 4, 20 (апрель 2023 г.).

doi: 10.1038/scientificamerican0423-20

Рэйчел Берковиц — независимый научный писатель и редактор-корреспондент журнала Physics Magazine. Она проживает в Ванкувере, Британская Колумбия, и Истсаунде, штат Вашингтон.

Лаура Хельмут

Меган Бартельс

Адам Галинский | Мнение

Дэвид Верховен и The Conversation US

Тео Никитопулос

Ингрид Викельгрен