المجال المغناطيسي الحلزوني يلتف حول السحابة الجزيئية في الجبار. حقوق الصورة: NRAO / AUI / NSF اضغط للتكبير
أعلن علماء الفلك اليوم (الخميس ، 12 يناير) ما قد يكون أول اكتشاف لحقل مغناطيسي حلزوني في الفضاء بين النجوم ، ملفوف مثل ثعبان حول سحابة غازية في كوكبة أوريون.
قال تيموثي روبيشو ، وهو طالب دراسات عليا في علم الفلك بجامعة كاليفورنيا في بيركلي: "يمكنك التفكير في هذه البنية على أنها زلة عملاقة مغناطيسية ملفوفة حول سحابة بين النجوم طويلة تشبه الأصابع". "خطوط المجال المغناطيسي تشبه الأربطة المطاطية الممتدة ؛ التوتر يضغط السحابة في شكلها الخيطي. "
كان الفلكيون يأملون منذ وقت طويل في العثور على حالات محددة تؤثر فيها القوى المغناطيسية بشكل مباشر على شكل الغيوم بين النجوم ، ولكن وفقًا لروبيشاو ، "لم تكن المقاريب على مستوى المهمة ... حتى الآن.
توفر النتائج أول دليل على بنية المجال المغناطيسي حول سحابة بين النجوم على شكل خيوط تعرف باسم سحابة Orion الجزيئية.
تم الإعلان اليوم من قبل Robishaw و Carl Heiles ، أستاذ علم الفلك في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، خلال عرض تقديمي في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في واشنطن العاصمة.
السحب الجزيئية بين النجوم هي مسقط رأس النجوم ، وتحتوي السحابة الجزيئية من Orion على مشتلين نجميين - أحدهما في الحزام والآخر في سيف كوكبة الجوزاء. الغيوم بين النجوم هي مناطق كثيفة مدمجة في وسط خارجي منخفض الكثافة ، لكن الغيوم "الكثيفة" بين النجوم هي ، وفقًا لمعايير الأرض ، فراغًا مثاليًا. بالاشتراك مع القوى المغناطيسية ، فإن الحجم الكبير لهذه الغيوم هو ما يجعل الجاذبية كافية لسحبها معًا لتكوين النجوم.
لقد عرف الفلكيون لبعض الوقت أن العديد من السحب الجزيئية عبارة عن هياكل خيطية يشتبه في أن أشكالها منحوتة من خلال التوازن بين قوة الجاذبية والمجالات المغناطيسية. في صنع النماذج النظرية لهذه الغيوم ، عالجها معظم علماء الفيزياء الفلكية على أنها مجالات بدلاً من خيوط تشبه الأصابع. ومع ذلك ، فإن العلاج النظري الذي نشر في عام 2000 من قبل الدكاترة. اقترح جايسون فييج ورالف بودريتز من جامعة ماكماستر أنه عند معالجتها بشكل صحيح ، يجب أن تظهر السحب الجزيئية الخيطية مجالًا مغناطيسيًا حلزونيًا حول المحور الطويل للسحابة. هذا هو أول تأكيد ملاحظ لهذه النظرية.
قال روبيشو: "إن قياس المجالات المغناطيسية في الفضاء مهمة صعبة للغاية ، لأن المجال في الفضاء بين النجوم ضعيف جدًا ولأن هناك تأثيرات قياس منهجية يمكن أن تؤدي إلى نتائج خاطئة".
يُعرف توقيع المجال المغناطيسي الذي يشير إلى الأرض أو بعيدًا عنها بتأثير زيمان ويُلاحظ على أنه تقسيم خط تردد لاسلكي.
وأوضح روبيشو أن "القياس سيكون عندما تقوم بمسح قرص الراديو وتفصل نفس المحطة عن طريق مساحة فارغة صغيرة". "حجم المساحة الفارغة يتناسب طرديا مع قوة المجال المغناطيسي في المكان الذي يتم فيه بث المحطة".
يتم بث الإشارة ، في هذه الحالة ، بتردد 1420 ميجاهرتز على قرص الراديو عن طريق الهيدروجين بين النجوم - أبسط ذرة وأكثرها وفرة في الكون. يقع جهاز الإرسال على بعد 1750 سنة ضوئية في كوكبة الجبار.
الهوائي الذي تلقى هذه الإرسالات اللاسلكية هو تلسكوب البنك الأخضر التابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، والذي يديره المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي. يقع التلسكوب ، الذي يبلغ ارتفاعه 148 مترًا (485 قدمًا) مع طبق بقطر 100 متر (300 قدم) ، في فيرجينيا الغربية حيث تم تخصيص 13000 ميل مربع كمنطقة راديو وطني هادئة. وهذا يسمح لعلماء الفلك الراديوي بمراقبة موجات الراديو القادمة من الفضاء دون تدخل من إشارات من صنع الإنسان.
باستخدام GBT ، لاحظ Robishaw و Heiles موجات الراديو على طول الشرائح عبر Orion Molecular Cloud ووجدوا أن المجال المغناطيسي عكس اتجاهه ، مشيرًا إلى الأرض على الجانب العلوي من السحابة وبعيدًا عنه في الأسفل. استخدموا الملاحظات السابقة من ضوء النجوم لفحص كيفية توجيه المجال المغناطيسي أمام السحابة. (لا توجد طريقة للحصول على معلومات حول ما يحدث وراء السحابة لأن السحابة كثيفة للغاية بحيث لا يمكن للضوء البصري ولا الموجات الراديوية اختراقها.) عندما تجمع بين جميع القياسات المتاحة ، ظهرت الصورة لنمط حلزوني ملتف حول السحابة .
قال روبيشاو: "كانت هذه النتائج مثيرة للغاية بالنسبة لي لعدد من الأسباب". "هناك نتيجة علمية لهيكل مجال حلزوني. بعد ذلك ، هناك القياس الناجح: هذا النوع من المراقبة صعب للغاية ، واستغرق عشرات الساعات على التلسكوب فقط لفهم كيف يستجيب هذا الطبق الهائل للموجات الراديوية المستقطبة التي هي علامة المجال المغناطيسي. "
تشير نتائج هذه التحقيقات إلى Robishaw and Heiles أن GBT ليس فقط لا مثيل له بين التلسكوبات الراديوية الكبيرة لقياس المجالات المغناطيسية ، ولكنه الوحيد الذي يمكنه اكتشاف المجالات المغناطيسية الضعيفة بشكل موثوق.
حذر هيليس من وجود تفسير بديل محتمل لبنية المجال المغناطيسي الملحوظ: قد يتم لف الحقل حول الجزء الأمامي من السحابة.
قال هيليس: "إنه جسم كثيف للغاية". "يحدث أيضًا أن يكون داخل القشرة المجوفة لموجة صدمة كبيرة جدًا تشكلت عندما انفجرت العديد من النجوم في كوكبة Eridanus المجاورة."
وقال إن تلك الموجة الصدمية كانت ستحمل المجال المغناطيسي معها حتى تصل إلى السحابة الجزيئية! ستمتد خطوط المجال المغناطيسي عبر وجه السحابة وتلف حول الجوانب. سيكون توقيع مثل هذا التكوين مشابهًا جدًا لما نراه الآن. ما يقنعنا حقًا أن هذا مجال حلزوني هو أنه يبدو أن هناك زاوية ثابتة للخطوط الميدانية عبر وجه السحابة. "
ومع ذلك ، يمكن توضيح الوضع بمزيد من البحث. تخطط Robishaw و Heiles لتوسيع قياساتهما في هذه السحابة وغيرها باستخدام GBT. سيتعاونون أيضًا مع الزملاء الكنديين لاستخدام ضوء النجوم لقياس المجال عبر وجه هذه الغيوم وغيرها.
قال هيليس: "الأمل هو تقديم أدلة كافية لفهم الهيكل الحقيقي لهذا المجال المغناطيسي". "إن الفهم الواضح ضروري لفهم العمليات التي تشكل السحب الجزيئية من خلالها النجوم في مجرة درب التبانة."
وأيد البحث مؤسسة العلوم الوطنية.
