När ett gigantiskt moln av interstellär gas och damm kollapsar för att bilda ett nytt kluster av stjärnor, hamnar bara en liten bråkdel av molnets massa i stjärnor. Men en ny studie ger insikter om den roll magnetfält kan spela i stjärnbildningen, och föreslår mer än påverkan av gravitation bör beaktas i datormodeller för stjärnfödelse.
Tyngdkraften gynnar stjärnbildningen genom att dra samman material, så om det mesta materialet inte sammanfaller till stjärnor, måste någon ytterligare kraft hindra processen. Magnetfält och turbulens är de två ledande kandidaterna. Magnetfält kanaliserar flödande gas, vilket gör det svårt att dra gas från alla riktningar, medan turbulens rör gasen och inducerar ett utåt tryck som motverkar tyngdkraften.
"Den relativa betydelsen av magnetfält kontra turbulens är en fråga om mycket debatt," sade astronomen Hua-bai Li från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Våra resultat fungerar som den första observationsbegränsningen i denna fråga."
Li och hans team studerade 25 täta lappar, eller molnkärnor, var och en om ett ljusår i storlek. Kärnorna, som fungerar som frön från vilka stjärnor bildas, var belägna i molekylära moln så mycket som 6 500 ljusår från jorden.
Graden av polarisering av ljus från molnen påverkas av riktningen och styrkan hos de lokala magnetfälten, så forskarna mätte polarisationen för att bestämma magnetfältstyrkan. Fälten inom varje molnkärna jämfördes med fälten i den omgivande, klara nebulosan.
De magnetiska fälten tenderade att ställa sig i samma riktning, även om de relativa storleksskalorna (1 ljusårstorlekar mot 1000 ljusårstorlekar) och densiteter var olika beroende på storleksordning. Eftersom turbulens skulle ha en tendens att köra nebulosan och blanda magnetfältets riktningar, visar deras resultat att magnetfält dominerar turbulensen när det gäller att påverka stjärnfödelse.
"Vårt resultat visar att molekylära molnkärnor belägna nära varandra är inte bara kopplade av tyngdkraften utan också av magnetfält," sade Li. "Detta visar att datorsimuleringar som modellerar stjärnbildning måste beakta starka magnetfält."
I den bredare bilden hjälper denna upptäckt förståelsen för hur stjärnor och planeter bildas, och därför hur universum har sett ut som det är idag.
Källa: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
