Впервые ученые составили полную карту одной из "костей" галактики Млечный Путь

Эта "кость" представляет собой длинную плотную нить холодного газа в самой плотной части одного из спиральных рукавов галактики. Ее длина составляет около 195 световых лет; карта, полученная с помощью самолета Стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии (SOFIA), дает нам первое полное представление о магнитных полях в ней.

Результат опровергает ожидания. Вместо того, чтобы быть выровненными по длине кости, магнитные поля более разнородны, а среднее магнитное поле не параллельно и не перпендикулярно кости. Это, по словам исследователей, может помочь нам лучше понять не только структуру спиральных галактик, но и их звездообразование.

"До появления SOFIA было трудно получить изображения магнитных полей с высоким разрешением на всем протяжении костей", - сказал астрофизик Ян Стивенс из Университета штата Вустер, Массачусетс.

"Теперь мы можем получить так много независимых измерений направления магнитного поля по всем этим костям, что позволяет нам действительно углубиться в изучение важности магнитного поля в этих массивных нитевидных облаках".

Впервые ученые обнаружили одну из костей Млечного Пути в 2013 году; с тех пор они нашли в общей сложности 18 таких галактических костей. В настоящее время в нашей галактике скорость звездообразования довольно низкая - около трех солнечных масс в год; однако то, что образуется, как правило, происходит в этих так называемых костях.

Как ваши кости являются самой плотной частью ваших рук, так и галактические кости являются самой плотной частью рук Млечного Пути. Определяющие свойства этих костей заключаются в том, что они должны быть по крайней мере в 50 раз длиннее, чем в ширину, и располагаться близко и в основном параллельно галактической плоскости.

Астрономы также провели тщательные измерения их размеров, массы, температуры, высоты и плотности.

Однако магнитные поля этих костей были плохо изучены. Стивенс и его команда использовали SOFIA, модифицированный Boeing, который летает над стратосферой Земли, чтобы избежать инфракрасных помех, для проведения измерений 10 костей. Первая из них - G47.

"Магнитные поля... потенциально могут задавать скорость формирования звезд в облаке. Они также могут направлять потоки газа, формировать кости, влиять на количество и размер самых плотных карманов газа, которые в конечном итоге разрушатся и образуют звезды", - сказал Стивенс.

"Составив карту ориентации полей, мы можем оценить относительную важность магнитного поля по сравнению с гравитацией, чтобы количественно определить, насколько сильно магнитные поля влияют на процесс звездообразования".

Команда использовала SOFIA для наблюдений инфракрасного света, излучаемого пылью в G47. Несферические зерна пыли выравниваются вдоль направления магнитного поля, что можно определить по поляризации инфракрасного света, который они испускают. Исследователи могут использовать эту поляризацию для составления карты ориентации линий магнитного поля в объеме пространства.

Исследование показало, что магнитные поля иногда, но чаще всего не перпендикулярны центру кости. Регионы с перпендикулярными магнитными полями, как правило, являются наиболее плотными - с наиболее активным звездообразованием.

В других регионах магнитные поля либо параллельны, либо выровнены случайным образом. По словам исследователей, именно в этих регионах магнитное поле сильнее всего противостоит гравитационному коллапсу костей; регионы звездообразования слабее всего противостоят гравитационному коллапсу.

Это позволяет предположить, что магнитные поля играют определенную роль в удержании костей G47 от разрушения и формировании костей в областях с более высокой плотностью. Однако магнитные поля в областях с более низкой плотностью сложны и запутанны, и роль, которую играет магнитное поле, неясна.

Поскольку G47 была лишь первой в серии углубленных исследований магнитных полей галактических костей, оставшаяся работа может помочь разрешить эту загадку. Первый взгляд, безусловно, был дразнящим.

Исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.