Группа астрономов впервые зафиксировала процесс амбиполярной диффузии в дозвездном ядре L1544, расположенном в 554 световых годах от Земли. Результаты наблюдений, проведенных с помощью 30-метрового радиотелескопа IRAM в Испании, опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Ученые давно подозревали, что нейтральный газ способен «просачиваться» сквозь магнитное поле, но прямых доказательств не было. Теперь данные подтвердили: разница в скорости движения нейтральных и заряженных молекул составила около 0,05 километра в секунду.
Главные мысли за 1 минуту
- Дозвездное ядро L1544 — плотное и холодное газопылевое облако, где уже сложились условия для рождения звезды.
- Наблюдения проводились в молекулах N₂D⁺ (заряженная) и NH₂D (нейтральная) с помощью радиотелескопа IRAM.
- Средняя разница скоростей нейтрального и заряженного газа составила примерно 0,05 километра в секунду.
- Эта величина совпадает с предсказаниями модели амбиполярной диффузии — механизма, при котором вещество теряет связь с магнитным полем.
- Ученые связывают эффект с ростом пылевых частиц, который ослабляет сцепление газа с магнитным полем.
Космический парадокс: гравитация против магнитного поля
Рождение звезды начинается в гигантских газопылевых облаках. Гравитация стремится сжать вещество к центру, но этому противодействуют тепловое давление, турбулентность и магнитное поле. Если бы газ оставался жестко «привязан» к магнитным линиям, сжатие затянулось бы на миллионы лет.
Однако астрофизики давно предполагали, что нейтральные атомы и молекулы могут отрываться от магнитного поля и ускоренно двигаться к центру. Этот процесс получил название амбиполярной диффузии.
Как удалось заглянуть в недра ядра
Проверить гипотезу оказалось непросто: ожидаемая разница в движении заряженного и нейтрального газа ничтожно мала. Кроме того, сравнивать нужно было молекулы, возникающие в одной и той же части облака, иначе различия можно списать на неоднородность среды.
Команда исследователей выбрала два характерных для самых холодных и плотных зон соединения: заряженную молекулу N₂D⁺ и нейтральную NH₂D (дейтерированный аммиак). Излучение этих молекул регистрировал 30-метровый радиотелескоп IRAM.
Выяснилось, что нейтральный газ действительно движется быстрее заряженного. Средняя разница составила около 0,05 километра в секунду — именно такие значения предсказывают модели амбиполярной диффузии.
Таким образом, ядро L1544 стало первым наблюдательным свидетельством того, что нейтральное вещество может «проскальзывать» сквозь магнитное поле.
Что дальше
Сравнив полученные данные с компьютерными симуляциями, ученые пришли к выводу, что эффект усиливается по мере роста пылевых частиц внутри ядра. Пыль изменяет свойства газа, ослабляя его связь с магнитным полем, и вещество быстрее стекает к центру будущей звезды.
Тем не менее авторы не исключают альтернативных объяснений, например, что обе молекулы могут отслеживать разные участки облака, а на результаты влияет его сложная форма. Окончательно подтвердить выводы помогут дальнейшие наблюдения.