L1544’ün bir parçası olduğu Toros moleküler bulutu (gri skala), 2MASS gökyüzü görüntüsü ve Planck verilerine (ince beyaz çizgiler) dayalı alan oryantasyonu üzerine bindirilir. HINSA Zeeman spektrumu (kalın beyaz çizgi), takılı Zeeman imzası (mavi) ile gösterilir. Kredi bilgileri: NAOC
Manyetik alanlar, yıldızlararası ortamın ve yıldız yapma sürecinin temel, ancak genellikle “gizli” bileşenleridir. Yıldızlararası manyetik alanları gizleyen gizlilik, deneysel araştırmaların eksikliğine bağlanabilir.
Michael Faraday, 19. yüzyılın başlarında Kraliyet Enstitüsü’nün bodrum katında manyetizma ve elektrik bobinleri arasındaki bağlantıyı zaten araştırırken, günümüzde gökbilimciler hala ışıkyılı uzaklıkta bobinleri yerleştiremiyorlar.
Çin Bilimler Akademisi Ulusal Astronomik Gözlemevlerinden (NAOC) Dr. LI Di liderliğindeki uluslararası bir ekip, Beş yüz metrelik Diyaframlı Küresel radyo Teleskopu (FAST) kullanarak moleküler bulut L1544’te doğru manyetik alan gücü elde etti. yıldızları oluşturmaya hazır görünen yıldızlararası ortam.
Ekip, 2003 yılında Arecibo verilerine dayanarak ilk olarak LI Di ve Paul Goldsmith tarafından tasarlanan HI Dar Kendi Kendini Emme (HINSA) tekniğini kullandı. FAST’ın duyarlılığı, HINSA’nın Zeeman etkisinin net bir şekilde saptanmasını kolaylaştırdı. Sonuçlar, bu tür bulutların süper kritik bir duruma ulaştığını, yani standart modellerin önerdiğinden daha önce çökmeye hazır olduklarını gösteriyor.
Dr. LI, “FAST’ın radyo dalgalarını kabloyla çalışan bir kabine odaklama tasarımı, HINSA Zeeman deneyinin başarısı için hayati önem taşıyan temiz optikler ile sonuçlanıyor” dedi.
Çalışma yayınlandı Doğa bugün (5 Ocak 2022).
Zeeman etkisi -bir manyetik alan varlığında tayfsal bir çizginin frekansın birkaç bileşenine bölünmesi- yıldızlararası manyetik alan kuvvetinin tek doğrudan sondasıdır. Yıldızlararası Zeeman etkisi küçüktür. İlgili bulutlardan kaynaklanan frekans kayması, yayılan hatların içsel frekanslarının sadece birkaç milyarda biri kadardır.
2003 yılında, moleküler bulutların spektrumunun, hidrojen molekülleri ile çarpışmalar yoluyla soğutulan hidrojen atomları tarafından üretilen HINSA adı verilen bir atomik-hidrojen özelliği içerdiği bulundu. Bu tespit Arecibo teleskopu tarafından yapıldığından, HINSA için Zeeman etkisi moleküler bulutlardaki manyetik alanın umut verici bir sondası olarak kabul edildi.
HINSA, moleküler izleyicilerden 5-10 kat daha yüksek bir çizgi kuvvetine sahiptir. HINSA ayrıca manyetik alanlara nispeten güçlü bir tepkiye sahiptir ve çoğu moleküler izleyiciden farklı olarak astrokimyasal değişikliklere karşı dayanıklıdır.
FAST’ın HINSA ölçümleri, L1544’teki manyetik alan gücünü yaklaşık 4 µGauss’a, yani Dünya’nınkinden 6 milyon kat daha zayıf bir değere yerleştirdi. Kuasar (aktif süper kütleli karadelik) absorpsiyonu ve hidroksil emisyonu ile birleştirilmiş bir analiz, soğuk nötr ortam, moleküler zarf ve yoğun çekirdek boyunca benzer yön ve büyüklükte tutarlı bir manyetik alan yapısı ortaya çıkardı.
Bu nedenle, manyetik alt kritiklikten süper kritikliğe geçiş – yani, alan sırasıyla bulutu yerçekimine karşı destekleyebildiğinde ve destekleyemediğinde – geleneksel resmin aksine çekirdek yerine zarf içinde gerçekleşir.
Bulut çöküşünü sağlamak için yıldızlararası manyetik alanın nasıl dağıldığı, yıldız oluşumunda çözülmemiş bir sorun olmaya devam ediyor. Önerilen ana çözüm, uzun süredir ambipolar difüzyon olmuştur – nötr parçacıkların plazma — bulut çekirdeklerinde.
HINSA Zeeman etkisinin ortaya çıkardığı manyetik alanın tutarlılığı, alanın dağılmasının moleküler zarfın oluşumu sırasında, muhtemelen ambipolar difüzyondan farklı bir mekanizma yoluyla gerçekleştiği anlamına gelir.
Referans: “Yıldız Oluşumunda Manyetik Süperkritikliğe Erken Geçiş” 5 Ocak 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-021-04159-x