Астрономія
Астрономія

Магнітне поле туманності Котяча лапа вказало на її динамічну еволюцію

Астрономи дослідили туманність Котяча лапа, або NGC 6334, що знаходиться на відстані більше 4 тисяч світлових років від Землі. Вони детально вивчили структуру магнітного поля на малих масштабах. Виявилося, що поляризаційні властивості вздовж субфіламентів у туманності змінюються та можуть вказувати на еволюцію їхніх фізичних властивостей під час взаємодії з хребтом та вузлами структури. Дослідження дозволить краще зрозуміти вплив міжзоряних магнітних полів на утворення зірок. Препринт статті доступний на сайті arXiv.org.

Що відомо про молекулярні хмари?

Десятиліття спостережень теплових викидів від холодного пилу і молекулярного газу міжзоряного середовища виявили структури, що складаються з філаментів — вузьких ниток матеріалу. Більше того, у регіонах зореутворення протозірки та ядра майбутніх зірок в основному спостерігаються вздовж гравітаційно нестійких філаментів. Таким чином, спостереження дозволяють припустити, що фрагментація всередині філаментів під дією їхньої гравітації є основним способом формування зірок.

Крім того, у молекулярних хмарах, що утворюють зірки, філаменти організовані в системи. Ці системи можна розділити на дві великі групи:

  • Група, у якій домінує поодинокий самогравітаційний «основний філамент» або «хребет». Такі філаменти є гравітаційно нестійкими, утворюють ланцюжки зірок уздовж їхніх гребенів і часто з'єднуються зі сторін із «субфіламентами», густина яких менша;
  • Група, що складається з декількох філаментів (переважно високої густини), що зливаються у «вузол».

Формування таких систем усе ще не до кінця зрозуміле. Більшість досліджень зосереджувалися на їхній густині та швидкості, однак те, яку роль грають магнітні поля у перешкоджанні або підтримці потоку матеріалу в філаментах, лишається невиченим.

Що досліджували вчені?

Астрономи вирішили проаналізувати магнітні поля туманності NGC 6334. Цей регіон зореутворення лежить в межах галактичної площини Чумацького Шляху на відносно близькій відстані (1,3 кілопарсек, або 4240 світлових років). Його структуру досліджували на різних довжинах хвиль. В оптичному діапазоні NGC 6334 виглядає як група добре задокументованих зон H II — великих хмар частково іонізованого газу, що нещодавно пережили зореутворення. Ці регіони відомі також як «Котяча лапа». Між цими бульбашками H II у напрямку північний схід − південний захід тягнеться ниткоподібна хмара завдовжки у 10 парсек (32 світлових роки), яка є дуже яскравою на міліметрових довжинах хвиль. У цій хмарі виділяється щільний хребет, пронизаний субфіламентами, і дві схожі на вузли структури біля її північно-східного краю. Тут формуються зоряні скупчення та масивні зірки.

Туманність в інфрачервоному світлі, знята телескопом «Спітцер». NASA, JPL-Caltech / Wikimedia Commons

Туманність в інфрачервоному світлі, знята телескопом «Спітцер». NASA, JPL-Caltech / Wikimedia Commons

Що показало дослідження?

NGC 6334 демонструє складну структуру магнітного поля при спостереженні по всій області, однак на менших масштабах кут орієнтації магнітного поля, спроектований на площину неба, змінюється узгоджено вздовж гребнів мережі філаментів.

Структура філаментів. З’єднані ділянки від 1 до 4 простежують гребінь основного хребта. Блакитними лініями від 5 до 14 позначені гребені субфіламентів. Бірюзова лінія виділяє гребінь нитки філамента, що з'єднує два вузли, I і I (N). D. Arzoumanian et al.

Структура філаментів. З’єднані ділянки від 1 до 4 простежують гребінь основного хребта. Блакитними лініями від 5 до 14 позначені гребені субфіламентів. Бірюзова лінія виділяє гребінь нитки філамента, що з'єднує два вузли, I і I (N). D. Arzoumanian et al.

Астрономи досліджували зміни поляризації та фізичних властивостей вздовж субфіламентів від їхніх зовнішніх до внутрішніх частин. Виявилося, що у зовнішніх частинах магнітне поле демонструє переважно перпендикулярну або випадкову орієнтацію щодо гребенів філаментів, тоді як у внутрішніх частинах поле паралельне їхнім гребеням. Дослідники припускають, що така зміна може вказувати на ​​потік матеріалу вздовж філаментів на хребет і вузли.

Подальший моніторинг NGC 6334 з більш високою кутовою роздільною здатністю дозволить краще зрозуміти роль магнітного поля у збиранні матеріалу та у процесах фрагментації, що призводять до утворення масивних зірок.