Sprytna sztuczka polegająca na ugotowaniu młodych gwiazd wykrytych po raz pierwszy — astronomowie wskazują pola magnetyczne jako brakujący składnik

Astronomowie po raz pierwszy dostrzegli brakujący składnik do przyrządzania gwiazd w taki sam sposób, w jaki można gotować na parze świąteczny pudding. Podobnie jak szybkowar ma na pokrywie obciążnik, który utrzymuje ciśnienie i sprawia, że ​​świąteczny deser jest gęsty, wilgotny i gotowy do spożycia, łączące się galaktyki mogą potrzebować pól magnetycznych, aby stworzyć idealne warunki do powstawania gwiazd.

Jednakże do tej pory istnienie takiej siły było jedynie przedmiotem teorii, a nie obserwacji.

Międzynarodowy zespół badaczy kierowany przez astrofizyka z Imperial College, dr Davida Clementsa, znalazł dowody na istnienie pól magnetycznych związanych z dyskiem gazu i pyłu o średnicy kilkuset lat świetlnych w głębi układu dwóch łączących się galaktyk znanych jako Arp220.

Mówią, że te regiony mogą być kluczem do stworzenia centrów oddziałujących galaktyk odpowiednich do gotowania dużych ilości wodoru w młodych gwiazdach. Dzieje się tak dlatego, że pola magnetyczne mogą być w stanie powstrzymać intensywne wybuchy gwiazdotwórcze w jądrach łączących się galaktyk przed skutecznym „kipieniem”, gdy ciepło jest zbyt wysokie.

Pojawił się nowy artykuł ujawniający odkrycie opublikowany W Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.

„Po raz pierwszy znaleźliśmy dowody na istnienie pól magnetycznych w rdzeniu fuzji” – powiedział dr Clements, „ale to odkrycie to dopiero punkt wyjścia. Teraz potrzebujemy lepszych modeli i zobaczenia, co dzieje się w innych połączenia galaktyk.”

Wyjaśniając rolę pól magnetycznych w powstawaniu gwiazd, podał analogię kulinarną.

„Jeśli chcesz ugotować wiele gwiazd (puddingi świąteczne) w krótkim czasie, musisz wycisnąć razem dużo gazu (lub składników). To właśnie widzimy w rdzeniu fuzji. ​​Ale potem, jak ciepło młodych gwiazd (lub kuchenki) gromadzi się, wszystko może wrzeć, a gaz (lub mieszanina budyniowa) ulega rozproszeniu” – powiedział dr Clements.

„Aby temu zapobiec, musisz dodać coś, co spaja to wszystko – pole magnetyczne w galaktyce lub pokrywkę i wagę szybkowaru”.

Astronomowie od dawna poszukiwali magicznego składnika, który sprawia, że ​​niektóre galaktyki tworzą gwiazdy wydajniej niż zwykle.

Jednym z problemów związanych z łączeniem się galaktyk jest to, że mogą one bardzo szybko tworzyć gwiazdy, co nazywa się wybuchem gwiazdowym. Oznacza to, że zachowują się inaczej niż inne galaktyki gwiazdotwórcze, jeśli chodzi o związek między tempem powstawania gwiazd a masą gwiazd w galaktyce — wydają się przekształcać gaz w gwiazdy wydajniej niż galaktyki, w których nie dochodzi do wybuchów gwiazd. Astronomowie są zaskoczeni, dlaczego tak się dzieje.

Jedną z możliwości jest to, że pola magnetyczne mogą działać jako dodatkowa „siła wiążąca”, która dłużej utrzymuje gaz tworzący gwiazdy w całości, przeciwstawiając się tendencji gazu do rozszerzania się i rozpraszania podczas ogrzewania przez młode, gorące gwiazdy lub przez supernowe masywne gwiazdy umierają.

Modele teoretyczne sugerowały to już wcześniej, ale nowe obserwacje jako pierwsze pokazały, że pola magnetyczne występują w przypadku co najmniej jednej galaktyki.

Naukowcy wykorzystali matrycę submilimetrową (SMA) na Maunakea na Hawajach, aby zbadać wnętrze ultrajasnej galaktyki podczerwonej Arp220.

SMA jest przeznaczony do wykonywania zdjęć światła o długości fali około milimetra, która leży na granicy fal podczerwonych i radiowych. Otwiera to okno na szeroką gamę zjawisk astronomicznych, w tym supermasywne czarne dziury oraz narodziny gwiazd i planet.

Arp220 to jeden z najjaśniejszych obiektów na pozagalaktycznym niebie dalekiej podczerwieni i powstał w wyniku połączenia dwóch bogatych w gaz galaktyk spiralnych, co wywołało aktywność gwiazdotwórczą w obszarach jądrowych połączenia.

Pozagalaktyczne niebo dalekiej podczerwieni to kosmiczne promieniowanie tła składające się ze zintegrowanego światła pochodzącego z emisji pyłów z odległych galaktyk. Około połowa całego światła gwiazd pojawia się w zakresie fal dalekiej podczerwieni.

Następnym krokiem zespołu badawczego będzie wykorzystanie Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – najpotężniejszego teleskopu do obserwacji gazu molekularnego i pyłu w chłodnym wszechświecie – do poszukiwania pól magnetycznych w innych ultrajasnych galaktykach podczerwonych.

Dzieje się tak dlatego, że najjaśniejsza lokalna ultrajasna galaktyka podczerwona po Arp220 jest czterokrotnie lub więcej słabsza.

Dzięki swoim wynikom i dalszym obserwacjom naukowcy mają nadzieję, że rola pól magnetycznych w niektórych z najjaśniejszych galaktyk we wszechświecie lokalnym stanie się znacznie jaśniejsza.