22 januari 2022

FAST doet eerste waarneming van een coherent interstellair magnetisch veld

Magnetische velden zijn ingrediënten van het interstellair medium en spelen een rol bij stervorming. Een internationaal team wetenschappers heeft met behulp van de Chinese Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) nauwkeurige magnetische veldsterkte verkregen in  het gebied L1544 van de Tauruswolk – een gebied van het interstellaire medium dat klaar lijkt om sterren te vormen. De ontdekking werd recent gemeld door het National Astronomical Observatory of China.

Taurus-wolk (grijs), waar L1544 deel van uitmaakt, geponeerd op het 2MASS-beeld van de hemel, en de veldoriëntatie op basis van Planck-data (dunne witte lijnen). Het HINSA Zeeman-spectrum (dikke witte lijn) wordt weergegeven met de aangebrachte Zeeman-signatuur (blauw). Credits; NAOC

Vrijwel elk hemellichaam is magnetisch en om het universum te begrijpen is inzicht in magnetisme onontbeerlijk. Dit kosmisch magnetisme is een belangrijk ingrediënt bij het evolutieproces van het interstellair medium (ISM) en stervorming. Metingen zijn echter schaars vanwege een gebrek aan geschikte techniek, met name voor koud, moleculair gas. Vooralsnog is directe meting van de interstellaire magnetische veldsterkte alleen mogelijk m.b.v. het zogenaamde  ‘Zeemaneffect ‘. Het NAOC- team onder leiding van Dr. LI Di gebruikte de HI Narrow Self-Absorption (HINSA)-techniek, bedacht door LI Di en Paul Goldsmith, op basis van Arecibo-gegevens in 2003. FAST detecteerde met HINSA het Zeemaneffect en de resultaten suggereren dat dergelijke wolken een superkritische toestand bereiken, d.w.z dat ze klaar zijn om in te storten, eerder dan standaardmodellen suggereren. De studie is recent gepubliceerd in Nature.

Sterren vormen een groot deel van het zichtbare heelal, maar het proces van stervorming is behoorlijk inefficiënt. Stervorming begint met een moleculaire wolk die onder zijn eigen zwaartekracht instort. In dit scenario zijn er twee basiskrachten: de naar binnen gerichte aantrekkingskracht van de zwaartekracht en de uitgaande gasdruk. Wanneer de zwaartekracht wint, wat het zal doen als de wolk groot genoeg is, begint de wolk te fragmenteren. Wanneer de wolk een voldoende hoge dichtheid bereikt, zullen sterren beginnen te vormen. Onderzoek aan nabije stervormingsgebieden suggereren echter dat slechts 3-6% van de massa van de ‘moeder’-moleculaire wolk sterren zal vormen gedurende de vrije valtijd van de wolk. De waargenomen efficiëntie van stervorming geeft aan dat eigen zwaartekracht en druk niet de enige krachten zijn die in het spel zijn voor moleculaire wolken. Ook zijn de interne turbulentie van de wolk, de stralingsfeedback van nieuw gevormde sterren en magnetische velden van invloed, zie bv deze Astrobites.

Het insterellair Zeemaneffect – de splitsing van een spectraallijn in verschillende frequentiecomponenten in de aanwezigheid van een magnetisch veld – is klein. De frequentieverschuiving afkomstig van de betreffende wolken is slechts enkele miljardsten van de intrinsieke frequenties van de emitterende lijnen. In 2003 bleek de spectra van moleculaire wolken een atomair-waterstofkenmerk te bevatten, dat wordt geproduceerd door waterstofatomen die worden gekoeld door botsingen met waterstofmoleculen. Sinds deze detectie is gedaan door de Arecibo-telescoop, wordt het Zeemaneffect voor HINSA beschouwd als een veelbelovend meettechniek van het magnetische veld in moleculaire wolken. De HINSA-metingen van FAST stellen de magnetische veldsterkte in L1544 op ongeveer 4 µGauss, d.w.z. 6 miljoen keer zwakker dan die van de aarde.  Credits; Phys.org, Sciences-World, Astrobites, SciTechDaily, ESA, NAOC

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.