Medan magnet heliks membungkus awan molekul di Orion. Kredit gambar: NRAO / AUI / NSF Klik untuk membesarkan
Ahli astronomi mengumumkan hari ini (Khamis, 12 Januari) apa yang mungkin merupakan penemuan pertama medan magnet heliks di ruang antara bintang, melilit seperti ular di sekitar awan gas di buruj Orion.
"Anda boleh memikirkan struktur ini sebagai Slinky magnetik raksasa yang melilit awan antarbintang yang panjang seperti jari," kata Timothy Robishaw, seorang pelajar siswazah dalam bidang astronomi di University of California, Berkeley. Garisan medan magnet seperti gelang getah yang diregangkan; ketegangan menekan awan menjadi bentuk filamennya. "
Ahli astronomi telah lama berharap untuk menemukan kes-kes tertentu di mana daya magnet secara langsung mempengaruhi bentuk awan antar bintang, tetapi menurut Robishaw, "teleskop belum sampai pada tugas ... sampai sekarang."
Penemuan ini memberikan bukti pertama mengenai struktur medan magnet di sekitar awan antarbentuk berbentuk filamen yang dikenali sebagai Orion Molecular Cloud.
Pengumuman hari ini oleh Robishaw dan Carl Heiles, profesor astronomi UC Berkeley, dibuat semasa persembahan di mesyuarat Persatuan Astronomi Amerika di Washington, D.C.
Awan molekul antarbintang adalah tempat kelahiran bintang, dan Awan Molekul Orion mengandungi dua taman asuhan bintang - satu di tali pinggang dan satu lagi di pedang buruj Orion. Awan antarbintang adalah kawasan padat yang tertanam dalam medium luaran berkepadatan rendah, tetapi awan antarbintang "padat" adalah, menurut piawaian Bumi, vakum sempurna. Dalam kombinasi dengan daya magnet, ukuran awan ini yang besar menjadikan graviti yang cukup untuk menariknya bersama-sama untuk membuat bintang.
Ahli astronomi telah mengetahui sejak sekian lama bahawa banyak awan molekul adalah struktur filamen yang bentuknya diduga terpahat oleh keseimbangan antara daya gravitasi dan medan magnet. Dalam membuat model teori awan ini, kebanyakan ahli astrofizik menganggapnya sebagai sfera dan bukan filamen seperti jari. Walau bagaimanapun, rawatan teori yang diterbitkan pada tahun 2000 oleh Drs. Jason Fiege dan Ralph Pudritz dari Universiti McMaster mencadangkan bahawa apabila dirawat dengan betul, awan molekul filamen harus menunjukkan medan magnet heliks di sekitar paksi panjang awan. Ini adalah pengesahan pemerhatian pertama teori ini.
"Mengukur medan magnet di angkasa adalah tugas yang sangat sukar," kata Robishaw, "kerana medan di ruang antara bintang sangat lemah dan kerana terdapat kesan pengukuran sistematik yang dapat menghasilkan hasil yang salah."
Tanda tangan medan magnet yang menunjuk ke arah atau jauh dari Bumi dikenali sebagai kesan Zeeman dan diperhatikan sebagai pemecahan garis frekuensi radio.
"Analogi adalah ketika anda mengimbas dail radio dan anda mendapat stesen yang sama dipisahkan dengan ruang kosong yang kecil," jelas Robishaw. "Ukuran ruang kosong berkadar langsung dengan kekuatan medan magnet di lokasi di ruang di mana stesen itu disiarkan."
Isyarat, dalam kes ini, disiarkan pada 1420 MHz pada dail radio oleh hidrogen antara bintang - atom termudah dan paling banyak di alam semesta. Pemancar terletak 1750 tahun cahaya di buruj Orion.
Antena yang menerima transmisi radio ini adalah Green Bank Telescope (GBT) National Science Foundation, yang dikendalikan oleh National Radio Astronomy Observatory. Teleskop, setinggi 148 meter dan berdiameter 100 meter (300 kaki), terletak di West Virginia di mana 13,000 batu persegi telah diketepikan sebagai Zon Tenang Radio Nasional. Ini membolehkan ahli astronomi radio memerhatikan gelombang radio yang datang dari angkasa tanpa gangguan dari isyarat buatan manusia.
Dengan menggunakan GBT, Robishaw dan Heiles mengamati gelombang radio di sepanjang kepingan di Orion Molecular Cloud dan mendapati bahawa medan magnet membalikkan arahnya, menunjuk ke arah Bumi di bahagian atas awan dan menjauh dari itu di bahagian bawah. Mereka menggunakan pemerhatian cahaya bintang sebelumnya untuk memeriksa bagaimana medan magnet di depan awan berorientasi. (Tidak ada cara untuk mendapatkan maklumat mengenai apa yang terjadi di belakang awan kerana awan begitu padat sehingga cahaya optik dan gelombang radio tidak dapat menembusinya.) Ketika mereka menggabungkan semua ukuran yang tersedia, gambar muncul dari corak corkscrew yang melilit awan .
"Hasil ini sangat menggembirakan saya untuk beberapa sebab," kata Robishaw. "Ada hasil saintifik struktur heliks. Kemudian, ada pengukuran yang berjaya: Pemerhatian jenis ini sangat sukar, dan memerlukan puluhan jam di teleskop untuk memahami bagaimana hidangan besar ini bertindak balas terhadap gelombang radio terpolarisasi yang merupakan tanda medan magnet. "
Hasil penyelidikan ini menunjukkan kepada Robishaw dan Heiles bahawa GBT tidak hanya ada tandingannya di antara teleskop radio besar untuk mengukur medan magnet, tetapi satu-satunya yang dapat mengesan medan magnet yang lemah.
Heiles mengingatkan bahawa ada satu kemungkinan penjelasan alternatif untuk struktur medan magnet yang diperhatikan: Medan itu mungkin melilit bahagian depan awan.
"Ini objek yang sangat padat," kata Heiles. "Kebetulan juga terletak di dalam cangkang gelombang kejut yang sangat besar yang terbentuk ketika banyak bintang meletup di buruj Eridanus yang berdekatan."
Gelombang kejutan itu akan membawa medan magnet bersamanya, katanya, “sampai ia mencapai awan molekul! Garis medan magnet akan terbentang di muka awan dan melilit sisi. Tandatangan konfigurasi seperti itu akan sangat serupa dengan yang kita lihat sekarang. Apa yang benar-benar meyakinkan kami bahawa ini adalah medan heliks adalah seolah-olah ada sudut nada tetap ke garis medan di seberang awan. "
Walau bagaimanapun, keadaan dapat diperjelaskan dengan kajian lebih lanjut. Robishaw dan Heiles merancang untuk memperluas ukuran mereka di awan ini dan yang lain menggunakan GBT. Mereka juga akan berkolaborasi dengan rakan sekerja Kanada untuk menggunakan cahaya bintang untuk mengukur bidang di seberang ini dan awan lain.
"Harapannya adalah untuk memberikan bukti yang cukup untuk memahami apa sebenarnya struktur medan magnet ini," kata Heiles. "Pemahaman yang jelas sangat penting untuk benar-benar memahami proses di mana awan molekul membentuk bintang di galaksi Bima Sakti."
Penyelidikan ini disokong oleh National Science Foundation.
