שדה מגנטי סלילי העוטף ענן מולקולרי באוריון. קרדיט תמונה: NRAO / AUI / NSF לחץ לצורך הגדלה
אסטרונומים הודיעו היום (חמישי, 12 בינואר) מה עשוי להיות התגלית הראשונה של שדה מגנטי סלילי בחלל הבין-כוכבי, מפותל כמו נחש סביב ענן גז בקונסטלציה של אוריון.
"אתה יכול לחשוב על המבנה הזה כ"סלינקי" ענקי ומגנטי עטוף סביב ענן בין כוכבים ארוך אצבע, "אמר טימותי רובישאו, סטודנט לתואר שני באסטרונומיה באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. "קווי השדה המגנטי דומים לגומיות מתוחות; המתח סוחט את הענן לצורת הלהט שלו. "
אסטרונומים קיוו זה מכבר למצוא מקרים ספציפיים שבהם כוחות מגנטיים משפיעים ישירות על צורת העננים הבין-כוכביים, אך לדברי רובישאו, "הטלסקופים פשוט לא עמדו במשימה ... עד עכשיו."
הממצאים מספקים את העדויות הראשונות למבנה השדה המגנטי סביב ענן בין כוכבים בצורת נימה המכונה הענן המולקולרי אוריון.
ההכרזה של היום על ידי רובישאו וקרל היילס, פרופסור לאוניברסיטת ברקלי לאוניברסיטת ברקלי, נמסרה במהלך מצגת בכנס האגודה האמריקאית לאסטרונומיה בוושינגטון.
עננים מולקולריים בין-כוכביים הם מקומות הלידה של הכוכבים, והענן המולקולרי של אוריון מכיל שתי משתלות כוכבות כאלה - האחת בחגורה והשנייה בחרב קבוצת הכוכבים אוריון. עננים בין כוכבים הם אזורים צפופים המוטמעים במדיום חיצוני בצפיפות נמוכה בהרבה, אך העננים הבין-כוכבים "הצפופים" הם, על פי תקני כדור הארץ, ואקום מושלם. בשילוב עם כוחות מגנטיים, הגודל הגדול של העננים הללו הוא זה שמייצר מספיק כוח משיכה בכדי למשוך אותם יחד בכדי ליצור כוכבים.
אסטרונומים ידעו מזה זמן כי עננים מולקולריים רבים הם מבנים חוטיים אשר על פי החשד הם מפוסלים על ידי איזון בין כוח הכובד לשדות מגנטיים. ביצירת מודלים תיאורטיים של עננים אלה, מרבית האסטרופיזיקאים התייחסו אליהם כאל תחומים ולא כחוטים כמו אצבעות. עם זאת, טיפול תיאורטי שפורסם בשנת 2000 על ידי דרס. ג'ייסון פייג 'וראלף פודריץ מאוניברסיטת מקמאסטר הציעו כי כאשר מטפלים כראוי, עננים מולקולריים חוטיים צריכים להציג שדה מגנטי סלילי סביב הציר הארוך של הענן. זהו האישור התצפיתי הראשון של תיאוריה זו.
"מדידת שדות מגנטיים בחלל היא משימה קשה מאוד", אמר רובישאו, "מכיוון שהשדה בחלל הבין-כוכבי הוא חלש מאוד מכיוון שיש אפקטים מדידים שיטתיים שיכולים להביא לתוצאות שגויות."
חתימתו של שדה מגנטי המפנה לכיוון כדור הארץ או הרחקה מכונה אפקט זיימן והיא נצפתה כפילוג קו תדר רדיו.
"אנלוגיה תהיה כאשר אתה סורק את חיוג הרדיו ואתה מפריד את אותה התחנה על ידי שטח ריק קטן", הסביר רובישאו. "גודל החלל הריק פרופורציונלי ישירות לחוזק השדה המגנטי במיקום בחלל בו משודרת התחנה."
האות, במקרה זה, משודר במהירות של 1420 מגהרץ בחיוג הרדיו על ידי מימן בין-כוכבי - האטום הפשוט והשופע ביותר ביקום. המשדר ממוקם 1750 שנות אור מכיוון קבוצת הכוכבים אוריון.
האנטנה שקיבלה שידורי רדיו אלה היא הטלסקופ Green Bank of the Green Bank Foundation (GBT), המופעל על ידי מצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה. הטלסקופ, שגובהו 148 מטר (485 רגל), ועם צלחת בקוטר 100 מטר (300 רגל), ממוקם במערב וירג'יניה, שם הוקצו 13,000 מיילים כשטח השקט הלאומי ברדיו. זה מאפשר לאסטרונומי הרדיו לצפות בגלי רדיו המגיעים מהחלל ללא הפרעה מאותות מעשה ידי אדם.
בעזרת ה- GBT צפו רובישאו והיילס גלי רדיו לאורך פרוסות על פני הענן המולקולרי של אוריון וגילו שהשדה המגנטי הפוך את כיווןו, כשהוא מכוון לכיוון כדור הארץ בצד העליון של הענן והרחק ממנו בתחתית. הם השתמשו בתצפיות קודמות של אור הכוכבים כדי לבדוק כיצד מכוון השדה המגנטי מול הענן. (אין דרך להשיג מידע על המתרחש מאחורי הענן מכיוון שהענן כל כך צפוף עד כי לא אור אופטי ולא גלי רדיו לא יכולים לחדור אליו.) כאשר שילבו את כל המדידות הזמינות, הופיעה התמונה של תבנית חולץ פקקים המתעטפת סביב הענן. .
"התוצאות הללו היו מרגשות אותי להפליא מכמה סיבות," אמר רובישאו. "יש את התוצאה המדעית של מבנה שדה סלילי. ואז יש את המדידה המוצלחת: תצפית מסוג זה קשה מאוד, ולקח עשרות שעות בטלסקופ רק כדי להבין כיצד המנה העצומה הזו מגיבה לגלים הרדיו המקוטבים שהם חתימת שדה מגנטי. "
תוצאות החקירות הללו הציעו לרובישאו והיילס כי ה- GBT אינו רק שאין שני לו בין טלסקופי רדיו גדולים למדידת שדות מגנטיים, אלא שהוא היחיד שיכול לאתר באופן אמין שדות מגנטיים חלשים.
היילס הזהיר שיש הסבר חלופי אחד למבנה השדה המגנטי שנצפה: השדה עשוי להיות עטוף סביב קדמת הענן.
"זה חפץ מאוד צפוף," אמר היילס. "זה במקרה גם שוכב בתוך הקליפה החפורה של גל הלם גדול מאוד שנוצר כשכוכבים רבים התפוצצו בקבוצת הכוכבים השכנה של ארידנוס."
גל ההלם הזה היה נושא איתו את השדה המגנטי, הוא אמר, "עד שהוא הגיע לענן המולקולרי! קווי השדה המגנטי היו נמתחים על פני הענן ונעטפים סביב הצדדים. חתימתה של תצורה כזו תהיה דומה מאוד למה שאנו רואים כעת. מה שבאמת משכנע אותנו שמדובר בשדה סלילי הוא שנראה שיש זווית המגרש המתמדת לקווי השדה לרוחב הענן. "
עם זאת, ניתן להבהיר את המצב על ידי מחקר נוסף. רובישאו והיילס מתכננים להרחיב את המדידות בענן זה ואחרים המשתמשים ב- GBT. הם ישתפו פעולה גם עם קולגות לקנדה בכדי להשתמש באור כוכבים כדי למדוד את השדה על פני הענן הזה ועננים אחרים.
"התקווה היא לספק מספיק ראיות כדי להבין מהו המבנה האמיתי של השדה המגנטי הזה", אמר היילס. "הבנה ברורה חיונית בכדי להבין באמת את התהליכים שבהם העננים המולקולריים יוצרים כוכבים בגלקסיית שביל החלב."
המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע.
