Новое исследование показало, что магнитные поля играют ключевую роль в формировании галактических ветров, разгоняющихся до 500 км/с, в системе сливающихся галактик Arp 220.

Международная группа астрономов впервые составила детальную карту магнитных полей Arp 220 — одном из самых экстремальных объектов в ближней Вселенной. Наблюдения на радиоинтерферометре ALMA показали, что в центре галактики действует «магнитная супермагистраль», направляющая мощные потоки газа со скоростями до 500 км/с. Именно эти поля, как выяснили учёные, могут играть ключевую роль в управлении галактическими ветрами и в эволюции Arp 220 — ультраяркой инфракрасной галактики, возникшей в результате слияния двух спиральных систем и по светимости сравнимой с сотней Млечных Путей.

Результаты исследования показывают, что быстрые молекулярные потоки из Arp 220 пронизаны сильными, организованными магнитными структурами. Наблюдения выявили ранее скрытые детали пылевых ядер и молекулярных выбросов системы.

Фото: NSF/ AUI/ NSF NRAO/ B.Foott

Учёные установили, что магнитные поля играют центральную роль в запуске и формировании мощных ветров, исходящих из двойных ядер Arp 220. Эти ветры переносят газ, пыль, металлы и космические лучи далеко за пределы галактики. Ранее считалось, что эти потоки обусловлены в основном интенсивным звездообразованием и, возможно, активностью чёрных дыр.

Используя возможности ALMA, авторы работы смогли проследить, как микроскопические частицы пыли и молекулы монооксида углерода выстраиваются вдоль линий магнитного поля. Это позволило восстановить трёхмерную геометрию полей внутри галактики и вдоль её выбросов.

Наиболее интересным результатом стало обнаружение канала намагниченного газа, выходящего из одного из ядер галактики, который учёные назвали «магнитной супермагистралью». В западном ядре Arp 220 наблюдается упорядоченная магнитная структура, тесно связанная с биполярным потоком. Это указывает на то, что магнитное поле не просто сопровождает выходящий материал, а активно направляет и ускоряет его. В восточном ядре обнаружена спиральная магнитная структура, встроенная в плотный вращающийся диск, что говорит о сохранении крупномасштабного магнитного порядка даже в турбулентной среде слияния галактик.

Магнитные поля галактического диска, пылевого и молекулярного истечения из сливающейся системы Arp220, наблюдаемые ALMA. Магнитно выровненные пылевые частицы (серые линии) показывают магнитное поле, параллельное диску в Arp 220 East, тогда как в Arp 220 West магнитное поле параллельно истечению (красные и синие контуры), вызванному вспышкой звездообразования. Молекулярное излучение CO показывает магнитное поле (синие и красные линии) вдоль быстрых молекулярных истечений Arp 220 West. Источник: Lopez-Rodriguez, E. (USC; polarization data), Girart, J.M. (ICE-CSIC and IEEC; polarization data); (Barcos-Muñoz, L. (NRAO; 3GHz data)

Кроме того, обнаружен сильно поляризованный «пылевой мост», соединяющий два галактических центра. Этот намагниченный хребет, по-видимому, переносит вещество и магнитный поток между сливающимися ядрами, что ещё раз подчёркивает роль магнитных полей в управлении потоком вещества во время галактических столкновений.

Измерения показывают, что магнитные поля в этих выбросах чрезвычайно сильны, их интенсивность в сотни и тысячи раз превышает типичные значения в Млечном Пути. Такие мощные поля могут существенно влиять на движение и охлаждение газа, а также на формирование новых звёзд, регулируя при этом потерю вещества галактиками в окружающее пространство.

Полученные данные позволяют предположить, что сильные, организованные магнитные поля могли быть распространены в ранней Вселенной, особенно в пыльных галактиках со вспышками звездообразования, подобных древним аналогам Arp 220. Магнетизм, формируя галактические ветры, мог сыграть важную роль в определении момента прекращения звездообразования в галактиках и обогащении межгалактического пространства.

Подробнее на iXBT