Гравитация против магнетизма: Астрономы запечатлели решающую битву при рождении звезд
Это изображение, полученное с космического телескопа «Спитцер» НАСА, показывает область звездообразования в молекулярном облаке NGC 6334, также известном как туманность Кошачья Лапа. Цвета соответствуют излучению на длине волны 3,6 мкм (синий), 4,5 мкм (зеленый) и 8 мкм (красный). Это облако активно формирует массивные звезды и расположено в созвездии Скорпиона, на расстоянии от 4200 до 5500 световых лет от Земли. Данные ALMA, наложенные на изображение, показывают детали четырех конкретных областей, которые наблюдались (NGC6334I, NGC6334I(N), NGC6334IV и NGC6334V), раскрывая невидимые силы магнетизма и гравитации, которые борются и формируют формирование звезд глубоко внутри гигантского молекулярного облака. Цветовая шкала на изображениях ALMA представляет интенсивность излучения пыли на длине волны 1,3 мм, а линии драпировки представляют ориентацию магнитного поля. Кредит: Кредит на составное изображение: фон — NASA/JPL-Caltech; наложение: ESO/NAOJ/NSF NRAO; изображение создано NSF/AUI/NSF NRAO/M. Weiss.
Астрономы получили самое детальное на сегодняшний день изображение процесса рождения массивных звезд. На нем запечатлен драматический поединок между гравитацией и магнитными полями в самых динамичных звездных «яслях» нашей галактики. Группа ученых под руководством доктора Цичжоу Чжана из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт использовала массив радиотелескопов ALMA (Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка) для проведения крупнейшего и наиболее детального на сегодняшний день исследования магнитных полей в 17 регионах, где формируются скопления массивных звезд.
Эти наблюдения, позволяющие разглядеть детали размером всего в несколько тысяч астрономических единиц (что примерно в 10 раз превышает расстояние от Солнца до Плутона), впервые дали статистическое представление о том, как невидимые силы магнетизма и гравитации борются и формируют звезды в недрах гигантских молекулярных облаков.
Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Для формирования звезд космический газ должен быть сжат до плотности, в десятки триллионов раз превышающей типичную плотность межзвездных облаков. Однако это грандиозное коллапсирование вызывается не одной лишь гравитацией — магнитные поля и турбулентность оказывают сопротивление, противодействуя сжатию. Десятилетиями астрономы спорили, какая из сил доминирует при сжатии газовых облаков и зажигании звезд.
Новые наблюдения ALMA, проведенные командой Чжана, дали решающий ответ. Измеряя, как направление магнитных полей меняется на разных расстояниях от молодых протозвезд, исследователи обнаружили, что по мере роста плотности газа гравитация начинает побеждать в этой космической «перетягивании каната». Магнитные поля, которые изначально в основном сопротивляются гравитации, постепенно выстраиваются в соответствии с падающим внутрь газом. Это явный признак того, что гравитация берет верх и становится главной силой, формирующей коллапсирующее облако.
Это исследование впервые позволило астрономам статистически отследить поведение магнитных полей в тот момент, когда гравитация сжимает звездообразующее облако. Точные измерения, выполненные в масштабе тысяч астрономических единиц на большой выборке массивных областей, выявили удивительную закономерность: ориентации магнитных полей не являются случайными. Вместо этого они демонстрируют два предпочтительных направления: иногда выстраиваясь по направлению гравитации, а иногда — перпендикулярно ему. Это свидетельствует о сложных и эволюционирующих отношениях между двумя космическими силами.
«Благодаря исключительной чувствительности и разрешающей способности ALMA мы теперь можем изучать эти космические «родильные дома» с беспрецедентной детализацией», — заявил доктор Чжан. — «Мы видим, что гравитация фактически перенаправляет магнитное поле по мере коллапса облаков, что дает нам новые подсказки о том, как массивные звезды и их скопления рождаются из межзвездной среды».
Понимание процесса звездообразования фундаментально для почти всех областей астрономии, влияя на все — от происхождения нашего Солнца до эволюции галактик. Данная работа не только разрешает давние споры об относительной важности магнитных полей и гравитации в формировании массивных звезд, но и дает ученым мощные новые инструменты для проверки и уточнения теорий о жизненных циклах звезд, планет и космических облаков.
Будучи крупнейшим в своем роде поляриметрическим исследованием на ALMA, этот проект устанавливает новый стандарт в понимании как видимой, так и невидимой составляющей нашей галактики. Результаты убедительно показывают, что, хотя магнитные поля и формируют звездообразующие облака, последнее слово в рождении самых массивных звезд остается за гравитацией. И этот вывод стал возможен благодаря передовой технологии ALMA.
Это открытие прокладывает путь для будущих исследований. Следующим шагом для ученых станет изучение более ранних стадий коллапса облаков, чтобы определить, в какой именно момент гравитация «перехватывает инициативу» у магнитных полей. Кроме того, астрономы планируют применить полученные знания к другим типам галактик, где условия звездообразования могут кардинально отличаться. Охота за новыми «звездными колыбелями» продолжается, и ALMA, несомненно, останется главным инструментом в этой захватывающей космической саге.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
