Фото предоставлено: Вольфганг Штеффен, УНАМ
Новые наблюдения с помощью Очень большой решетки имени Карла Янски (NSF VLA) Национальной радиоастрономической обсерватории Национального научного фонда (NSF NRAO) предоставляют убедительные доказательства универсального механизма коллимации астрофизических струй, независимо от их происхождения.
Новое исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, показывает наличие спирального магнитного поля в протозвездной струе HH 80-81. Это открытие отражает аналогичные структуры, наблюдаемые в струях, исходящих из сверхмассивных черных дыр.
Джеты, мощные, узконаправленные потоки материи и энергии, наблюдаются во Вселенной в самых разных масштабах. От сверхмассивных черных дыр в центрах галактик до молодых звезд нашего Млечного Пути — эти струи играют решающую роль в эволюции своих систем-хозяев. Однако точный механизм, который направляет эти струи и предотвращает их рассеивание в космосе, долгое время оставался загадкой.
«Это первое убедительное доказательство того, что спиральные магнитные поля могут объяснить астрофизические джеты в разных масштабах, что подтверждает универсальность механизма коллимации», — сказала Адриана Родригес-Каменецкий из Института теоретической и экспериментальной астрономии (IATE) Аргентинского национального научно-исследовательского института. Совет технических исследований и Национальный университет Кордовы (CONICET-UNC) и руководитель работы.
Предыдущие исследования NSF VLA, о которых говорилось в пресс-релизах NSF NRAO в 2010 и 2021 годах, продемонстрировали существование магнитных полей в некоторых протозвездных джетах и продемонстрировали важность спиральных магнитных полей в коллимации джетов сверхмассивных черных дыр.
Однако четких доказательств существования спиральных магнитных полей в протозвездных джетах до сих пор не получено. Проблема заключается в том, что излучение протозвездных струй преимущественно тепловое, что затрудняет отслеживание структур магнитного поля.
«В 2010 году мы использовали VLA для обнаружения нетеплового излучения и наличия магнитного поля, но нам не удалось изучить его трехмерную структуру», — сказал Карлос Карраско-Гонсалес из Института радиоастрономии и астрофизики (IRyA). Национальный автономный университет Мексики (UNAM).
Новое исследование преодолевает эти ограничения за счет использования расширенных возможностей обновленного NSF VLA. Высокая чувствительность и широкая полоса пропускания NSF VLA позволили астрономам провести беспрецедентно подробный анализ измерения вращения (RM) джета HH 80-81. RM-анализ позволяет исследователям внести поправку на фарадеевское вращение – вращение поляризации света при прохождении через намагниченную плазму – выявляя истинную ориентацию магнитного поля.
«Впервые нам удалось изучить трехмерную конфигурацию магнитного поля в протозвездной струе», — сказала Алиса Пасетто из ИРиА-УНАМ.
Результаты анализа измерений вращения самолета HH80-81. На левом изображении показано обтекаемое изображение компоненты магнитного поля, параллельной плоскости неба. В среднем поле цветовая шкала РМ указывает направление магнитного поля вдоль луча зрения, т.е. красный в сторону от наблюдателя и синий в сторону наблюдателя. На правой панели показана схема, изображающая трехмерную конфигурацию магнитного поля со спиральной топологией. Изображение предоставлено: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ad9b26
Ключевые результаты
Это исследование является первым случаем, когда RM-анализ был успешно применен к протозвездной струе, что дает уникальное представление о ее трехмерной магнитной структуре.
Анализ определенно показывает спиральную конфигурацию магнитного поля внутри струи HH 80-81. Этот результат отражает наблюдения спиральных магнитных полей во внегалактических джетах и убедительно свидетельствует об общем механизме коллимации джетов в самых разных масштабах.
Анализируя как приближающуюся струю, так и удаляющуюся контрджету (особенность, которую легко наблюдать в протозвездных джетах, в отличие от струй, возникающих из сверхмассивных черных дыр), исследователи подтвердили, что спиральное магнитное поле, соответствующее дисковой струе, является присущим системе, а не результатом взаимодействия с ней. окружающую среду струйной системы.
Эти результаты обеспечивают убедительную поддержку гипотезы о том, что спиральные магнитные поля являются универсальным механизмом коллимации астрофизических джетов, независимо от размера или происхождения струи. Эта объединяющая теория помогает разгадать сложную физику, управляющую запуском и эволюцией этих важных космических структур.
Информация от: Национальной радиоастрономической обсерваторией.
