17 stycznia 2021

Magnetyczna „autostrada” wyprowadza materię z galaktyki Cygaro

Co napędza masywne wyrzuty gazu i pyłu z galaktyki Cygaro, znanej również jako Messier 82?


Wiemy, że tysiące powstających gwiazd napędza potężny super wiatr, który wyrzuca materię w przestrzeń międzygalaktyczną. Nowe badania pokazują, że pola magnetyczne również przyczyniają się do wydalania materii z Messier 82 (M82), dobrze znanego przykładu galaktyki gwiazdotwórczej o charakterystycznym, wydłużonym kształcie.

Odkrycia z Obserwatorium Stratosferycznego SOFIA pomagają wyjaśnić, w jaki sposób pył i gaz mogą przemieszczać się z wnętrza galaktyk do przestrzeni międzygalaktycznej, dostarczając wskazówek dotyczących powstawania galaktyk. Materia jest wzbogacana pierwiastkami, takimi jak węgiel i tlen, które podtrzymują życie i są budulcem przyszłych galaktyk i gwiazd.

SOFIA wcześniej badało kierunek pól magnetycznych w pobliżu jądra M82, z czego galaktyka Cygaro jest oficjalnie znana. Tym razem zespół zastosował narzędzia, które były szeroko wykorzystywane do badania fizyki wokół Słońca, aby zrozumieć siłę pola magnetycznego otaczającego galaktykę w odległości 10 razy większej niż wcześniej.

Znajdująca się 12 mln lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy galaktyka Cygaro przechodzi wyjątkowo szybkie procesy gwiazdotwórcze, zwane wybuchami gwiazdowymi (pisałam o tym tutaj). Formowanie się gwiazd jest tak intensywne, że tworzy „super wiatr”, który wyrzuca materię z galaktyki. Jak wcześniej odkryło SOFIA, korzystając z urządzenia HAWC+, wiatr ciągnie pole magnetyczne w pobliżu jądra galaktyki tak, że jest prostopadłe do płaszczyzny galaktyki na przestrzeni 2000 lat świetlnych.

Badacze chcieli się dowiedzieć, czy linie pola magnetycznego rozciągałyby się w nieskończoność w przestrzeń międzygalaktyczną, taką jak środowisko magnetyczne wiatru słonecznego, czy też odwracałyby się, tworząc struktury podobne do pętli koronalnych, które znajdują się w aktywnych regionach Słońca. Obliczają oni, że pola magnetyczne galaktyki rozciągają się jak wiatr słoneczny, pozwalając materii wydmuchanej przez super wiatr uciec w przestrzeń międzygalaktyczną.

Te rozszerzone pola magnetyczne mogą pomóc wyjaśnić, w jaki sposób gaz i pył dostrzeżony przez teleskopy kosmiczne, podróżowały tak daleko od galaktyki. Kosmiczny teleskop Spitzera wykrył pyłową materię 20 000 lat świetlnych poza galaktyką, ale nie było jasne, dlaczego rozprzestrzeniła się tak daleko od gwiazd w obu kierunkach, a nie w dżecie w kształcie stożka.

Z rzadkimi wyjątkami pola magnetycznego w koronie słonecznej nie można zmierzyć bezpośrednio. Tak więc, około 50 lat temu naukowcy opracowali metody dokładnej ekstrapolacji pól magnetycznych z powierzchni Słońca do przestrzeni międzyplanetarnej. Korzystając z istniejących obserwacji centralnych pól magnetycznych przeprowadzonych przez SOFIA, zespół badaczy zmodyfikował tę metodę, aby oszacować pole magnetyczne około 25 000 lat świetlnych wokół galaktyki Cygaro.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Obserwowanie procesów gwiazdotwórczych w kosmiczne południe

Tworzenie się gwiazd w galaktykach wydaje się być mocno regulowane przez przepływ gazu do i z galaktyk. Naukowcom nadal nie udało się ustal...