Σάββατο 19 Σεπτεμβρίου 2009

Ο μαγνητισμός βοηθά τη βαρύτητα στη δημιουργία των άστρων

Τα μαγνητικά πεδία παίζουν πολύ μεγαλύτερο ρόλο στο σχηματισμό ενός άστρου από όσο προηγουμένως νομίζαμε. Η απλή εικόνα που έχουμε για τον σχηματισμό ενός άστρου μέσα στα τεράστια νέφη της σκόνης και των αερίων που υπάρχουν διάχυτα στο σύμπαν, είναι αυτά να συγκρούονται λόγω της βαρύτητας και να γίνονται ολοένα πυκνότερα και θερμότερα μέχρι να ξεκινήσει η πυρηνική σύντηξη. Στην πραγματικότητα κι άλλες δυνάμεις εκτός της βαρύτητας παίζουν ρόλο στη γέννηση των άστρων.

stars_formation

Νέες έρευνες δείχνουν ότι κάποια κοσμικά μαγνητικά πεδία παίζουν ένα πολύ σπουδαίο ρόλο. Αν η θεωρία αυτή επαληθευτεί, τότε θα λύσει ένα μακρόχρονο μυστήριο σχετικά με τη διαδικασία σχηματισμού των άστρων, γιατί οι αστρονόμοι, εδώ και καιρό, διαφωνούν σχετικά με τον τρόπο που τα άστρα προκύπτουν από τα νεφελώματα της σκόνης και των αερίων.

Ένα μοριακό νέφος είναι ένα νέφος αερίων που δρα σαν ένα αστρικό βρεφοκομείο. Όταν ένα τέτοιο νέφος συμπιέζεται μόνο ένα μικρό τμήμα του υλικού του νεφελώματος σχηματίζει άστρα, Και οι επιστήμονες δεν ξέρουν το γιατί; Δηλαδή, αναρωτιούνται γιατί τα γιγάντια νέφη, διαμέτρου χιλιάδων ετών φωτός, δεν «καταρρέουν» πλήρως λόγω της βαρύτητας για να σχηματίσουν σούπερ-άστρα. Άρα κάποια άλλη δύναμη αντισταθμίζει τη βαρύτητα, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των επιστημόνων.

Η βαρύτητα ευνοεί το σχηματισμό των άστρων αναγκάζοντας το υλικό να συσσωρευτεί μαζί, ως εκ τούτου κάποια επιπλέον δύναμη πρέπει να παρεμποδίζει αυτή την διαδικασία. Τα μαγνητικά πεδία και οι αναταράξεις είναι οι δύο μεγαλύτεροι υποψήφιοι γι’ αυτό το ζήτημα. (Ένα μαγνητικό πεδίο παράγεται από την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων. Τα άστρα και οι περισσότεροι πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης και της Γης, παρουσιάζουν ένα μαγνητικά πεδία). Τα μαγνητικά πεδία αναγκάζουν το αέριο να βρίσκεται σε ‘κανάλια΄, γεγονός που καθιστά δύσκολο να σύρεται το αέριο από όλες τις κατευθύνσεις προς ένα σημείο, ενώ οι αναταράξεις ανακατεύουν το αέριο και προκαλείται μία προς τα έξω πίεση που αντιδρά στην βαρύτητα.

Οι αναταράξεις των αερίων μέσα στα νεφελώματα διαταράσσουν την ομοιομορφία τους και επιτρέπουν στη βαρύτητα να έλκει την αραιή ύλη σε πυκνότερες συσσωματώσεις, οι οποίες τελικά θα συμπιεστούν περαιτέρω, ώσπου να πάρουν την τελική μορφή των άστρων, χωρίς να χρειάζεται καθόλου η βοήθεια του μαγνητισμού.

Από την άλλη τα νέφη της σκόνης και των αερίων είναι υπερβολικά διάχυτα, για να μπορέσει μόνη της η βαρύτητα να τα μετατρέψει σε τόσο μεγάλα ουράνια σώματα όπως τα άστρα, συνεπώς ο μαγνητισμός πρέπει να παίζει ρόλο.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή η κίνηση των φορτισμένων ατόμων στα νεφελώματα σχηματίζει ένα μαγνητικό πεδίο που αμβλύνει τις αναταράξεις εντός των νεφών και αντισταθμίζει εν μέρει την ελκτική δύναμη της βαρύτητας. Όπως το γήινο μαγνητικό πεδίο εμποδίζει τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου να προσκρούσουν στον πλανήτη μας, έτσι και ο μαγνητισμός στα νεφελώματα ρυθμίζει την μερική – και όχι ολική – βαρυτική κατάρρευσή τους σε άστρα. Το πρόβλημα όμως είναι ότι τα νέφη είναι τόσο μακρινά που δεν παρατηρηθούν με μεγάλη λεπτομέρεια, με συνέπεια το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας των επιστημόνων σε αυτό τον τομέα, μέχρι σήμερα, να είναι θεωρητικό και να μην μπορεί να αποδειχτεί εμπειρικά.

“Η σχετική σημασία των μαγνητικών πεδίων έναντι των αναταράξεων είναι ένα θέμα μεγάλης συζήτησης", δήλωσε ο αστρονόμος Hua-bai Li του Κέντρου Αστροφυσικής στο Χάρβαρντ. “Η ανακάλυψη μας χρησιμεύει ως η πρώτη παρατηρησιακή δέσμευση για το θέμα αυτό."

Ο Li και η ομάδα του μελέτησε 25 πυκνά σμήνη, ή πυρήνες νεφελωμάτων, που το καθένα είναι διαμέτρου περίπου ένα έτος φωτός. Οι πυρήνες, που δρουν ως σπόροι από τους οποίους σχηματίζονται τα αστέρια, βρίσκονταν μέσα σε μοριακό νέφη σε απόσταση 6.500 ετών φωτός από τη Γη.

Οι ερευνητές μελέτησαν πολωμένο φως (ως γνωστόν έχει ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό ορισμένης διεύθυνσης). Από την πόλωση, οι ερευνητές μέτρησαν τα μαγνητικά πεδία μέσα σε κάθε πυρήνα του νέφους και τα σύγκριναν με τα πεδία στα περιβάλλοντα ισχνά νέφη.

Στις περισσότερες περιπτώσεις το πολωμένο φως από τα πυκνότερα τμήματα των νεφελωμάτων ευθυγραμμίστηκε απόλυτα με το πολωμένο φως από όλο το νεφέλωμα και άρα με τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Αν οι αναταράξεις ήσαν η κυρίαρχη δύναμη, όπως συμπέραναν οι επιστήμονες, θα προέκυπτε μια πολύ πιο χαοτική εικόνα, συνεπώς ο μαγνητισμός πρέπει όντως να παίζει καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό των άστρων.

“Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι οι πυρήνες στο μοριακό νέφος που βρίσκονται κοντά μεταξύ τους, δεν συνδέονται μόνο με τη βαρύτητα, αλλά και μέσω του μαγνητικού πεδίου”, δήλωσε ο Li. "Αυτό δείχνει ότι οι προσομοιώσεις σε υπολογιστή για τον σχηματισμό των άστρων πρέπει να λάβουν υπόψη τους ισχυρά μαγνητικά πεδία."

Η έρευνα αυτή έχει γίνει δεκτή για δημοσίευση στο Astrophysical Journal και είναι διαθέσιμη σε απευθείας σύνδεση στην http://arxiv.org/abs/0908.1549

Πηγή: ScienceNow

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου