اخترشناسان ابرراه مغناطیسی عظیمی را نقشهبرداری کردهاند که فرایند شدید ستارهزایی و بادهای کهکشانی خشنی با سرعت 1.1 میلیون مایل بر ساعت (500 کیلومتر بر ثانیه) را درون سامانه کهکشانیِ در حال ادغام Arp 220 به حرکت درمیآورد. محققان بینالمللی با استفاده از آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما دقیقترین نقشه مغناطیسیای که تا به حال از این برخورد کهکشانی کشیده شده را تولید کردند.
Arp 220 که حدود 250 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، یک کهکشان فروسرخ بسیار درخشنده است (به این معنی که درخشش آن به اندازه صد عدد کهکشان راه شیری است) که توسط ادغام دو کهکشان مارپیچی به وجود آمده است. پوشیده در لایهای ضخیم از غبار، این کهکشان در نور مادون قرمز بهشدت میدرخشد و بهعنوان نمونهای نزدیک از کهکشانهای بسیار فعال و ستارهساز عمل میکند. این کهکشانها، همان کهکشانهایی هستند که در اوایل جهان به وفور یافت میشدند. با مطالعه Arp 220، ستارهشناسان راهی نادر برای درک فرایندی که 10 میلیون سال پیش کهکشانهای عظیم را به وجود آورد، به دست میآورند.
رهبر تیم، انریکه لوپز-رودریگز از دانشگاه کارولینای جنوبی در بیانیهای گفت: «از آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما برای نقشهبرداری از جهتگیری و شدت میدانهای مغناطیسی در دو کهکشان دوقلو استفاده کردیم.»
نتایج تیم نشان دادند که جویبارهای مولکولی پرسرعت آن توسط ساختارهای مغناطیسی قدرتمند و منظم درهمتنیده شدهاند.
جوزف میکل گیرارت، سرپرست مشاهدات مطالعه و محققی در موسسه de Ciències de l’Espai گفت: «این بررسی به ما جزئیاتی از هستههای پنهان در غبار و جویبارهای مولکولی Arp 220 نشان داد که قبلا دیده نشده بودند.»
میدانهای مغناطیسی باعث وزش بادهای کیهانی قدرتمند میشوند
مشاهدات جدید نشان میدهند که میدانهای مغناطیسی نقش مهمی در ایجاد و شکلگیری بادهای قدرتمندی که از هستههای دوگانه ابرراه مغناطیسی Arp 220 میوزد دارند. این بادها، که سرعتشان 1500 برابر از سرعت صدا در زمین است، با خود گاز، غبار، فلزات و اشعههای کیهانی را به مکانهایی دورتر از خود کهکشان حمل میکنند. تا پیش از این، تصور میشد نیروهای پشت چنین برونریزیهایی عمدتاً توسط ستارهزایی شدید و فعالیت احتمالی سیاهچاله هدایت میشوند.
با وجود این، دانشمندان با استفاده از تواناییهای قطبش با رزولوشن بالای آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما توانستند چگونگی همراستا شدن ذرات غبار میکروسکوپی و مولکولهای مونوکسید کربن با میدانهای مغناطیسی را ردیابی کنند. این مسئله به آنها اجازه داد تا بتوانند هندسه سهبعدی میدانها درون کهکشان و در امتداد جریانهای خروجی آن را بازسازی کنند.
نتیجه تصویری چشمگیر از چیزی است که دانشمندان آن را بهعنوان کانالی تقریبا عمودی از گاز مغناطیسی توصیف میکنند. این کانالی از یکی از هستههای کهکشان به بیرون جریان دارد و آن را ابر راه مغناطیسی نامیدهاند.
تیم پژوهشی در هسته غربی Arp 220 ساختار مغناطیسی منظمی را مشاهده کرد که بهطور نزدیک با جریان دو قطبی همراستا بود. این نشان میدهد که میدان مغناطیسی صرفا همراه جریان حرکت نمیکند، بلکه فعالانه مسیر و شتاب مادۀ در حال فرار را هدایت میکند. در همین حال، هستۀ شرقی الگوی مغناطیسی مارپیچی را درون یک دیسک چگال و در حال چرخش نشان داد. این موضوع بیانگر این است که نظم مغناطیسی در مقیاس بزرگ حتی در محیط پرتلاطم ادغام کهکشانها نیز میتواند دوام بیاورد.
اهمیت ابرراه مغناطیسی برای ستارهشناسان
شاید جذابترین بخش این تحقیق، کشف پل غبار بسیار قطبیدهای بود که دو مرکز کهکشانی را به هم متصل میکند. به نظر میرسد که این پل مغناطیسیشده، ماده و فلکس مغناطیسی را بین هستههای در حال ادغام هدایت کرده و نقش میدانهای مغناطیسی و ابرراه مغناطیسی در کنترل جریان ماده هنگام برخورد کهکشانها را بیش از پیش برجسته میسازد.
لوپل رودریگر گفت: «مشاهده Arp 220 نشان داد که این ابر راه مغناطیسی یکی از بهترین مکانهای جهان برای مطالعات ستارهشناسان درباره چگونگی کار کردن گرانش، پیدایش ستارهها و بادهای قدرتمند با میدانهای مغناطیسی قویای است که شکل کهکشانی را تغییر داده و اطرافش را پر از گاز و غبار میکنند.»
اندازهگیریها نشان میدهد که میدانهای مغناطیسی در این جریانهای خروجی بهطور فوقالعادهای قوی هستند و به شدتی میرسند که صدها تا هزاران برابر قویتر از میدانهای معمولی کهکشان راه شیریاند. چنین میدانهای قدرتمندی میتوانند تاثیر قابل توجهی بر حرکت، سرد شدن گاز و در نهایت شکلگیری ستارههای جدید بگذارند و همچنین چگونگی از دست رفتن ماده توسط کهکشانها به محیط اطرافشان را تنظیم کنند.
این یافتهها نشان میدهد که میدانهای مغناطیسی قوی و منظم ممکن است در جهان اولیه، بهویژه در کهکشانهای پرستاره و غبارآلود مثل نمونههای Arp 220، شایع بوده باشند. با شکلدهی به بادهای کهکشانی، مغناطیس میتواند نقش مهمی در تعیین زمان توقف ستارهزایی در کهکشانها و غنیسازی فضاهای وسیع بین کهکشانی ایفا کند.
ستارهشناسان انتظار دارند که با گسترش این تکنیکها به سامانههای دورتر، ابرراههای مغناطیسی مشابهی در سراسر کیهان بیابند. فعلا، Arp 220 یادآوری روشنی از این است که نیروهای نامرئی میتوانند اثر ماندگاری بر جهان قابل رویت بگذارند.
تحقیقات تیم در تاریخ 2 ژانویه در مجله The Astrophysical Journal Letters منتشر شد.
منبع: سایت space.com
