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Jan 01, 2024

磁場が銀河の成長をどのように制御するか

La gigantesca impalcatura della nostra galassia è modellata da un complesso campo magnetico.

私たちの銀河の巨大な足場は複雑な磁場によって形成されています

天の川銀河のガスと塵の回転円盤は、銀河で最も活発な星形成場所を構成する優雅な渦巻き腕を生み出します。 今回、研究者らは地球の大気圏上空で航空機搭載望遠鏡を使用し、磁場がアームの中を曲がりくねった高密度のフィラメント、つまり「骨」の中で星の誕生をどのように形作るかのメカニズムを発見した。

新しい研究では、銀河スケールの磁場の向きと強さに基づいて、物質をある領域から別の領域に流し、最も密度の高い領域を構成する塵やガスが重力で崩壊するのを防ぐ仕組みが説明されています。 これらのプロセスは星の形成を遅らせます。 それらがなければ、今日見ているよりもはるかに明るい夜空があったでしょう。

2015年の地上望遠鏡の観測により、天の川銀河の腕に沿って並んでいたガスと塵の骨の物理的特性が確認されました。 しかし、研究者たちは、より小規模な星形成活動​​における磁場の正確な役割を知りませんでした。 「骨が存在することはわかっていましたが、当時はその磁性構造の詳細をマッピングする方法がありませんでした」とウースター州立大学および天体物理学センターの博士研究員であるサイモン・クーデ氏は言う。 ハーバード大学とスミソニアン大学。 クーデ氏は、アメリカ天文学会の2023年冬季会議でこの新しい発見を発表した。

この研究のために、研究者らは塵粒子がどのように整列するかを測定することによって、これらの磁場の細かいスケールの方向を決定しています。 具体的には、巨大な骨内のガスや塵が星を形成するために崩壊するのを磁気特性がどのように防ぐかを定量化している。 ボーイング747に搭載された望遠鏡ソフィアの活動の最終年に搭載された機器からのデータを使用して、「銀河の広い範囲にわたる星形成雲の場の構造を観察することができました」とクーデ氏は言う。

このプロジェクトの骨マップの 1 つは、磁場が活動的な星誕生の密集領域では骨の長さに対して垂直である傾向があり、それ以外の場所では磁場がより平行である傾向があることを示しました。 これは、より密度の低い領域からの平行な磁場がより密度の高い領域に物質を供給することを意味する可能性があり、そこでの磁場は追加の星形成物質にもかかわらず重力崩壊を制限するのに十分強力である、と研究者らは言う。 彼らはまた、他の銀河の骨に沿って、最も活動的な領域を除くすべての領域での星の形成を弱めるのに十分なほど強い磁場を発見した。

カブリ研究所の銀河系外天文学者エンリケ・ロペス・ロドリゲス氏は、「銀河全体に磁場が浸透していることは知られている。今回、星の形成に敏感な最も密度の高い領域で磁場の構造が確認できるようになった」と語る。スタンフォード大学の素粒子天体物理学と宇宙論、彼はこの研究には関与していませんでした。 最終的には、これは重力と大規模な磁場のバランスが、私たちの銀河だけでなく他の銀河においても、最小スケールでの星の形成にどのような影響を与えるかを理解することにつながるだろうと彼は付け加えた。

この記事はもともと「Star Magnet」というタイトルで Scientific American 328、4、20 (2023 年 4 月) に掲載されました。

土井:10.1038/scientificamerican0423-20

レイチェル・バーコウィッツフリーランスのサイエンス ライターであり、Physics Magazine の通信編集者でもあります。 彼女はブリティッシュコロンビア州バンクーバーとワシントン州イーストサウンドに拠点を置いています。

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