磁化气流为年轻的恒星团供电

对由气体和尘埃构成的星际云中磁场的观察表明，这些云被强烈磁化，磁场会影响其中的恒星形成。一个关键的观察是它们内部结构的方向与磁场的方向紧密相关。

为了了解磁场的作用，由波恩波士顿大学和马克斯·普朗克射电天文学研究所(MPIfR)的苏瑟拉·皮莱(Soharahara Pillai)领导的国际研究小组观察了围绕太阳中年轻恒星团的密集气体的丝状网络。机舱，在空中SOIFA天文台上使用HAWC +旋光仪在红外波长下。他们的研究表明，并非所有的密集细丝都是一样的。在某些细丝中，磁场屈服于物质流，并被拉动成与细丝对齐。引力接管了一些细丝的较密部分，由此产生的弱磁化气流可以为传送带等年轻的恒星簇的生长提供动力。

研究结果发表在本周的《自然天文学》上。

星际介质由微弱的气体和尘埃组成，充满了恒星之间的大量空虚。遍布银河的这种相当分散的物质恰好是银河系中的重要物质储集层。这种星际气体的重要组成部分是冷而致密的分子云，它们以分子氢的形式保持着大部分质量。过去十年的主要发现是，细丝的广泛网络遍布每个分子云。出现了一张图片，像我们自己的太阳这样的恒星优先在细丝相交的密集簇中形成。

研究人员使用空中观测仪SOFIA上的偏振敏感探测器HAWC +观测了Serpens南部星团周围稠密气体的丝状网络，以了解磁场的作用。塞尔彭斯南星团位于距我们约1400光年的地方，是当地密集社区中最年轻的星团，该星团位于密集灯丝网络的中心。

观测结果表明，低密度气态灯丝与磁场方向平行，并且在更高的气体密度下它们的排列方向垂直。HAWC +的高角度分辨率揭示了该故事的另一个前所未有的变化。“在某些致密的细丝中，磁场屈服于物质的流动，并被拉动与细丝对齐。”该出版物的第一作者特斯拉·皮拉伊(Boston University and MPIfR Bonn)说。她补充说：“重力作用取代了塞尔彭斯星团中某些细丝的更不透明的部分，由此产生的弱磁化气流可以像传送带一样促进年轻恒星团的生长。”

从理论模拟和观察中可以理解，分子云团的丝状本质实际上在将质量从较大的星际介质引导到年轻的恒星簇中起着主要作用，这些恒星簇的生长由气体提供。预计恒星的形成和演化过程将由几个基本力(即湍流，重力和磁场)的复杂相互作用驱动。为了准确描述恒星团是如何形成的，天文学家需要确定这三种力的相对作用。湍流气体运动以及细丝的质量含量(以及引力)可以相对轻松地进行测量。但是，星际磁场的信号很弱，这也是因为它比我们自己的地球还要弱大约10,000倍。的磁场。这使得细丝中磁场强度的测量成为一项艰巨的任务。

“在新的Serpens South极化图中，磁场方向与沿着狭窄的南部长丝的气流方向完全吻合。这些观察结果共同支持了丝状吸积流可以帮助形成年轻的恒星团的想法，” Phil Myers补充说。该论文的合著者，哈佛-史密森天体物理学中心。

分子云质量的一小部分由混合到星际气体中的小尘埃颗粒组成。这些星际尘埃颗粒倾向于垂直于磁场方向排列。结果，尘埃颗粒发出的光被偏振了，这种偏振可以用来绘制分子云中的磁场方向。

最近，普朗克太空任务绘制了一张高度敏感的全天候地图，显示了波长小于1毫米的偏振尘埃发射。这提供了丝状分子云及其环境中磁化的第一个大规模视图。使用普朗克数据进行的研究发现，灯丝不仅被高度磁化，而且还以可预测的方式耦合到磁场。在低密度环境中，磁场的方向与灯丝平行。在高气体密度下，磁场会将其方向更改为垂直于细丝，这意味着与湍流和重力影响相比，磁场在塑造细丝方面起着重要作用。

这种观察指出了一个问题。为了在气态细丝中形成恒星，细丝必须失去磁场。这在何时何地发生?与普朗克相比，有了HAWC +仪器更高的角度分辨率，现在就可以解决灯丝中磁性丝变得不太重要的区域。

“普朗克揭示了星际介质中磁场的新方面，但是SOFIA的HAWC +接收器的精细角分辨率和基于地面的近红外极化仪为我们提供了揭示涉及过程关键细节的强大新工具，”丹·克莱门斯教授说波士顿大学天文系主任，另一位合著者。

“我们能够捕捉到恒星形成过程中的关键转变这一事实在某种程度上是出乎意料的。这仅说明了人们对宇宙磁场的了解甚少，以及利用HAWC +接收器从SOFIA获得多少令人兴奋的科学，”苏格拉·皮莱总结说。

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