Ισχυρά μαγνητικά πεδία παίζουν καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση και την εξέλιξη των γαλαξιών, επηρεάζοντας τη ροή ύλης, τον σχηματισμό άστρων και τη μεταφορά ενέργειας στο διαγαλαξιακό περιβάλλον. Νέα έρευνα αποκαλύπτει πώς λειτουργούν ως πραγματικοί «μαγνητικοί αυτοκινητόδρομοι» σε έναν συγχωνευόμενο γαλαξία.
Πώς τα μαγνητικά πεδία γίνονται ορατά
Οι αστρονόμοι χαρτογραφούν τα μαγνητικά πεδία παρατηρώντας πολωμένο φως που αλληλεπιδρά με επιμήκεις κόκκους σκόνης στο διαστρικό διάστημα. Οι κόκκοι αυτοί ευθυγραμμίζονται με το μαγνητικό πεδίο και απορροφούν το φως επιλεκτικά, επιτρέποντας τη δημιουργία λεπτομερών χαρτών μαγνητικής δομής.
Ο γαλαξίας Arp 220 στο μικροσκόπιο
Η μελέτη επικεντρώθηκε στον Arp 220, ένα ζεύγος συγχωνευόμενων γαλαξιών περίπου 250 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Πρόκειται για τον πλησιέστερο υπέρλαμπρο υπέρυθρο γαλαξία και θεωρείται πρότυπο για τη μελέτη παρόμοιων συστημάτων στο πρώιμο Σύμπαν. Η συγχώνευση ξεκίνησε πριν περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια και προκάλεσε εκρηκτική αστρογένεση.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο ALMA για να χαρτογραφήσουν τρισδιάστατα τα μαγνητικά πεδία στον δίσκο του γαλαξία και στις εκροές σκόνης και μοριακού αερίου. Οι παρατηρήσεις αποκάλυψαν μια «μαγνητική υπερλεωφόρο» που διοχετεύει ύλη ανάμεσα στους δύο γαλαξιακούς πυρήνες και ισχυρούς ανέμους που μεταφέρουν υλικό προς το περιγαλαξιακό μέσο.
Οι εκροές και ο ρόλος τους
Στον δυτικό πυρήνα του Arp 220, το μαγνητικό πεδίο ευθυγραμμίζεται σχεδόν κάθετα με μια διπολική μοριακή εκροή που κινείται με ταχύτητες περίπου 500 km/δευτερόλεπτο. Για πρώτη φορά, τα μαγνητικά πεδία ταυτοποιούνται ως βασικός μηχανισμός που κατευθύνει τους ανέμους οι οποίοι απομακρύνουν αέριο από τον γαλαξία, περιορίζοντας τη δημιουργία νέων άστρων.
Ένα από τα πιο εντυπωσιακά ευρήματα είναι μια έντονα πολωμένη «γέφυρα» που συνδέει τους δύο πυρήνες. Η δομή αυτή φαίνεται να λειτουργεί ως κανάλι μεταφοράς ύλης και μαγνητικής ροής ανάμεσα στα συγχωνευόμενα τμήματα του γαλαξία.
Μαγνητικά πεδία ακραίας ισχύος
Οι επιστήμονες εκτίμησαν ότι τα μαγνητικά πεδία του Arp 220 είναι εκατοντάδες έως χιλιάδες φορές ισχυρότερα από εκείνα του δίσκου του Γαλαξία μας. Τα πεδία αυτά ενισχύονται από την τύρβη, τη διάτμηση και την έντονη αστρογένεση, οδηγώντας μέταλλα και κοσμικές ακτίνες στο περιγαλαξιακό μέσο.
Επειδή οι υπέρλαμπροι υπέρυθροι γαλαξίες ήταν συχνοί στο πρώιμο Σύμπαν, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα μαγνητικά πεδία έπαιξαν θεμελιώδη ρόλο στη ρύθμιση του σχηματισμού άστρων και στην εξέλιξη των γαλαξιών σε κοσμικές χρονικές κλίμακες. Μελλοντικές παρατηρήσεις με το ALMA σε μακρινούς γαλαξίες θα δείξουν αν αυτοί οι μαγνητικοί «αυτοκινητόδρομοι» ήταν πράγματι διαδεδομένοι.