Astronomowie zmapowali potężną strukturę magnetyczną w zderzającym się układzie galaktycznym Arp 220, położonym 250 milionów lat świetlnych od Ziemi. Odkrycie zapewnia bezprecedensowy wgląd w siły napędzające intensywne powstawanie gwiazd i wyrzucanie materii z prędkością sięgającą 1,77 miliona kilometrów na godzinę. Badania wykorzystujące teleskop Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ujawniły „magnetyczną superautostradę” kierującą gaz, pył i energię przez łączące się galaktyki.
Zderzenie i jego konsekwencje
Arp 220 to rzadki i bliski przykład ultrajasnych galaktyk podczerwonych, czyli układów świecących połączonym światłem 100 lub więcej galaktyk Drogi Mlecznej. Powstała w wyniku połączenia dwóch galaktyk spiralnych, a jej gęste obłoki pyłu maskują ekstremalną aktywność gwiazdotwórczą. Badanie Arp 220 ma kluczowe znaczenie, ponieważ odzwierciedla warunki panujące w galaktykach, które istniały ponad 10 miliardów lat temu, kiedy Wszechświat był znacznie młodszy, a zderzenia występowały częściej. Badania te pomagają naukowcom zrekonstruować chaotyczny rozwój wczesnego Wszechświata.
Pola magnetyczne jako siła napędowa
Obserwacje ALMA pokazują, że pola magnetyczne nie tylko unoszą się wraz z przepływem; aktywnie wystrzeliwują i kształtują potężne wiatry galaktyczne, które wybuchają z jąder Arp 220. Wiatry te, poruszające się z prędkością 1500 razy większą niż dźwięk, niosą ze sobą gaz, pył, metale i promienie kosmiczne. Poprzednie teorie przypisywały te emisje głównie powstawaniu gwiazd i aktywności czarnych dziur, ale nowe dane potwierdzają kluczową rolę magnetyzmu.
Naukowcy zmapowali orientację i siłę pól magnetycznych za pomocą światła spolaryzowanego, ujawniając szczegóły w jądrach pyłowych galaktyki i przepływach molekularnych. Jedną z uderzających cech jest „magnetyczna superautostrada” – prawie pionowy kanał namagnesowanego gazu wypływający z jednego z jąder galaktyki.
Porządek magnetyczny w chaosie
Zachodni rdzeń Arp 220 wykazuje dobrze uporządkowaną strukturę magnetyczną zgodną z dwubiegunowym wyrzutem, co wskazuje, że pole przyspiesza wyrzucony materiał. Jednocześnie wschodnie jądro wykazuje spiralną strukturę magnetyczną w obrębie gęstego dysku, co sugeruje, że wielkoskalowy porządek magnetyczny może przetrwać nawet burzliwe połączenia.
Wysoce spolaryzowany most pyłowy łączy dwa centra galaktyczne, kierując między nimi materię i strumień magnetyczny. Ta koniunkcja podkreśla rolę magnetyzmu w kontrolowaniu przepływu materii podczas zderzeń galaktycznych. Pola magnetyczne w tych wyrzutach są setki lub tysiące razy silniejsze niż te występujące w Drodze Mlecznej, wpływając na to, jak gaz ochładza się i tworzy nowe gwiazdy.
Implikacje dla wczesnego Wszechświata
Odkrycia te pokazują, że silne, uporządkowane pola magnetyczne były powszechne we wczesnym Wszechświecie, szczególnie w galaktykach wybuchowych. Kształtując wiatry galaktyczne, magnetyzm prawdopodobnie odegrał kluczową rolę w określeniu, kiedy galaktyki przestały tworzyć gwiazdy i w jaki sposób wzbogaciły przestrzeń międzygalaktyczną.
Gdy astronomowie zastosują te techniki do bardziej odległych układów, spodziewają się znaleźć podobne autostrady magnetyczne w całym wszechświecie. Arp 220 służy jako wyraźne przypomnienie, że niewidzialne siły pozostawiają niezatarty ślad w widzialnym wszechświecie.
To odkrycie podkreśla fundamentalną rolę magnetyzmu w ewolucji galaktycznej, oferując nowy wgląd w przeszłość i przyszłość Wszechświata.
