Впервые увидели магнитную воронку у новорожденной звезды

Астрономы с помощью ALMA впервые получили прямые изображения высокого разрешения магнитного поля, которое туго обвивает поток газа, выбрасываемый формирующейся звездой. Объект наблюдений — молодая двойная система NGC 1333 IRAS 4A в молекулярном облаке Персея, на расстоянии около 960 световых лет от Земли. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications. Данную информацию сообщает портал Phys.org.

По теории, новорожденные звезды растут, притягивая газ и пыль из окружающего диска, и одновременно выбрасывают часть вещества в узких джетах и более медленных потоках. Считалось, что эти выбросы формируются и ускоряются скрученными магнитными полями, образующими воронку или «пончик» вокруг джета. Теперь это удалось увидеть напрямую.

«Впервые эти наблюдения ALMA зафиксировали эту невидимую воронку магнитных полей. Это захватывающе, потому что доказывает теорию десятилетней давности о том, как рождаются звезды, подобные нашему Солнцу, и испускают мощные космические джеты», — говорит руководитель исследования Tao-Chung Ching, бывший стипендиат Джански в Национальной радиоастрономической обсерватории США.

ALMA использовала разрешающую способность примерно в 30 раз более высокую, чем у более ранних телескопов. Измеряя слабую поляризацию излучения угарного газа в потоке IRAS 4A, исследователи проследили структуру магнитного поля на расстоянии всего в несколько сотен астрономических единиц от звезды. Его сила составила несколько тысячных долей гаусса — это немного по сравнению с бытовым магнитом, но огромно для межзвездного пространства. Поле оказалось обернуто вокруг потока как катушка, перпендикулярно направлению движения газа, что соответствует тороидальной форме, предсказанной моделями.

«Это первое наблюдение тороидальных магнитных полей миллигауссовой силы на масштабе в несколько сотен астрономических единиц от протозвезды с самым высоким разрешением», — добавляет Ching. Соавтор исследования Josep Miquel Girart из Института космических наук (ICE-CSIC) и Института космических исследований Каталонии (IEEC) отмечает: IRAS 4A уже был классическим примером — в работе, опубликованной в Science в 2006 году, они показали, что эта область следует теоретически ожидаемому магнитно-управляемому коллапсу.

Дополнительно выяснилось, что направление магнитного поля можно определять проще — через закон Ампера, связывающий скручивание поля с электрическими токами в газе. Эта зависимость линейна и дает астрономам новый инструмент для изучения облаков, где рождаются звезды. Понимание того, как магнитные поля управляют истечениями, объясняет, каким образом молодые звезды сбрасывают лишний момент импульса и продолжают расти, не разваливаясь. Тот же механизм, вероятно, действует и у сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.