研究人员最近发现了与一对被称为Arp220的合并星系中一圈气体和尘埃相关的磁场,跨度达几百光年。他们相信这些区域可能对创造将氢气转化为年轻恒星的完美环境至关重要。
天文学家首次发现了可能是星形成的重要组成部分,类似于蒸汽烹饪圣诞布丁的方式。
就像压力锅依靠砝码来维持烹饪所需的压力一样,合并的星系可能需要磁场来建立理想的星形成条件。
迄今为止,实际存在这种磁力的情况仅仅是被假设而并未被证实。
由帝国学院的天体物理学家大卫·克莱门茨博士领衔的全球科学家团队发现了与名为Arp220的合并星系内巨大气体和尘埃盘相关的磁场迹象。
研究人员表示,这些磁场可能有助于平衡相互作用星系的核心环境,使得大量氢气能够转化为年轻恒星,而不会过度形成恒星,导致不稳定。
这一重大发现已在《皇家天文学会月报》上发表的新论文中详细阐述。
克莱门茨博士表示:“这是我们首次在合并核心中探测到磁场。然而,这只是一个开始;我们需要更先进的模型和对其他星系合并的观测。”
克莱门茨博士用烹饪类比来描述磁场在恒星生产中的作用。
“为了快速创建许多恒星(就像制作圣诞布丁),需要将大量气体(或成分)压缩在一起。这正是合并核心中发生的情况。然而,随着新形成的恒星产生的热量积累(类似于烹饪),情况可能会溢出,导致气体(或布丁混合物)分散,”他解释道。
“为了防止这种溢出,需要有东西将其保持在一起——无论是星系中的磁场,还是压力锅的盖子和砝码。”
天文学家早就一直在寻找使某些星系比平均水平更有效地形成恒星的关键因素。
星系合并可以以极快的速度产生恒星,这种现象被称为恒星爆发。这种行为在恒星形成星系中与恒星形成速率和恒星总质量之间的关系存在明显不同——恒星爆发星系似乎比其他星系更有效地将气体转化为恒星。其背后的原因仍是天文学家的谜团。
一种理论认为,磁场可以充当额外的“束缚力”,使星形成气体能够保持更长时间,抵消由于年轻的大质量恒星或死亡恒星爆炸产生的热量而扩散的趋势。
尽管过去的理论模型提出了这一想法,但这些新的观测是首次证实至少在一个特定星系中存在磁场。
研究团队利用位于夏威夷毛纳凯亚的亚毫米阵列(SMA)调查超亮红外星系Arp220的最内部区域。
SMA擅长捕捉毫米波长的图像,这种波长连接了红外和无线电光,使天文学家能够探查各种宇宙事件,例如超大质量黑洞及恒星和行星的形成活动。
Arp220是外星系远红外天空中最亮的天体之一,源于两颗富含气体的螺旋星系的合并,在合并核的周围区域引发了强烈的恒星爆发活动。
外星系远红外天空代表了由遥远星系尘埃发光所组成的宇宙背景,约50%的恒星光在这些波长下出现。
展望未来,研究团队计划利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)在其他超亮红外星系中寻找磁场。
这一点尤为重要,因为与Arp220相比,下一个最亮的本地超亮红外星系的亮度要暗淡得多,低于四倍以上。
通过目前的发现和正在进行的观测,研究人员希望能更好地理解磁场在本地宇宙中一些最亮星系中的作用。