Магнитное поле направляет вещество к звездообразованию: первые результаты SIMPLIFI

Первые результаты проекта SIMPLIFI (Study of Interstellar Magnetic Polarization: a Legacy Investigation of Filaments) показали, как магнитные поля управляют движением вещества в молекулярных облаках. Используя данные с телескопа SOFIA (поляриметр HAWC+ на длине волны 214 мкм), астрономы построили карту ориентации магнитного поля в области DR21 — одном из самых активных очагов звездообразования в нашей Галактике.

Наблюдения с разрешением около 0,1 парсека впервые позволили проследить поле не только в плотном центральном хребте DR21, но и в окружающих его субволокнах. Ученые сравнили три параметра: направление магнитного поля на картинной плоскости, проекцию гравитационного ускорения и градиент интенсивности, повернутый на 90 градусов.

Обнаружена четкая смена ориентации поля относительно градиента интенсивности: в разреженных субволокнах они параллельны, а в плотном хребте, при достижении столбцовых плотностей выше 2?10?? см??, становятся перпендикулярными. Этот порог совпадает с ранее известным по данным Planck и указывает на то, что газ магнитно-критичен и движется в суб-альфвеновском режиме.

Однако самый важный результат — постоянное совпадение направления магнитного поля и проекции гравитационного ускорения по всему облаку, независимо от плотности. Такое выравнивание говорит о магнитно-направленной аккреции: вещество из субволокон стекает вдоль силовых линий к хребту, питая его массой.

Скорость аккреции оценена в несколько тысячных масс Солнца в год — этого достаточно, чтобы собрать хребет DR21 примерно за 1 миллион лет и обеспечить непрерывное формирование массивных звезд. Кроме того, модель объясняет, почему наблюдаемые радиальные скорости (~2 км/с) гораздо ниже свободного падения (~8 км/с): из-за проекционных эффектов мы видим лишь часть движения.

Исследование демонстрирует, что одного столбцового состава недостаточно для описания структуры магнитного поля: важную роль играют локальные условия. Проект SIMPLIFI продолжит картировать другие волокна, чтобы уточнить роль магнитного поля в процессе звездообразования.