Magnetyzm kontra grawitacja

Nasza galaktyka ukształtowała się ponad 13 mld lat temu, gdy obłoki kosmicznego pyłu skolapsowały pod wpływem własnego przyciągania grawitacyjnego, a powstałe ciepło i ciśnienie powoli przekształciły je w gwiazdy i planety… albo coś w tym rodzaju. Szczegóły powstania Drogi Mlecznej są wciąż niejasne, a badanie tego pradawnego procesu jest wyjątkowo trudne.

Niemniej nowa mapa centrum Galaktyki i jej pola magnetycznego oferuje naukowcom bezprecedensowo szczegółowy wgląd w siły, dzięki którym powstała. Badacze z całego świata spędzili cztery lata na gromadzeniu i łączeniu danych z teleskopów, które ukazują, w jaki sposób pył międzygwiazdowy 500 lat świetlnych od Ziemi oddziałuje z galaktycznym polem magnetycznym. Jak mówi główny badacz projektu, fizyk z Villanova University David T. Chuss, uzyskana mapa jest pierwszą, która przedstawia pole z taką wyrazistością i w takiej rozdzielczości.

Chuss i jego zespół badali pył kosmiczny za pomocą Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, teleskopu NASA, który prowadził obserwacje w podczerwieni z samolotu lecącego na wysokości 14 km. Pola magnetyczne powodują, że fale świetlne emitowane przez pył orientują się w określony sposób, co nadaje temu światłu właściwość zwaną polaryzacją – zatem pomiar polaryzacji może ujawnić magnetyzm w otaczającej przestrzeni. Fizyk z Villanova University Dylan Paré i jego współpracownicy przekształcili dane uzyskane z teleskopu do formy nadającej się do wizualnej reprezentacji, a Kaitlyn Karpovich, wówczas jeszcze studentka, stworzyła barwne tło, wykorzystując dane z dodatkowych teleskopów dotyczące temperatury i dyspersji pyłu. Kolory symbolizują różnice temperatury – niebieski i fioletowy oznaczają odpowiednio zimny i ciepły pył, a żółty gorący gaz. Drobne, zawijające się szare linie reprezentują pole magnetyczne. „Wciąż jestem zdumiony złożonością tego pola – mówi Chuss. – Często wpatruję się w tę mapę i za każdym razem dostrzegam w niej nowe rzeczy”. Astronomka Roberta Paladini z California Institute of Technology twierdzi, że badanie pyłu Drogi Mlecznej może naświetlić skomplikowaną interakcję między grawitacją a magnetyzmem, pozwalając naukowcom ustalić, kiedy i dlaczego obłoki pyłu kolapsują, tworząc gwiazdy. „Dopóki obie te siły pozostają w równowadze, obłok się nie zapada – mówi. – Ale w pewnym momencie grawitacja zawsze bierze górę – a badanie pól magnetycznych umożliwi nam poznanie, kiedy faktycznie dochodzi do kolapsu i powstania gwiazd”.