Αστρονόμοι ανήγγειλαν ότι ανακάλυψαν το πρώτο ελικοειδές μαγνητικό πεδίο στο διαστρικό διάστημα, που περιτυλίγεται όπως ένα φίδι γύρω από ένα νέφος αερίου στον αστερισμό του Ωρίωνα.

"Είναι μια μαγνητική δομή, γιγάντια και απαρατήρητη μέχρι τώρα που περιτυλίγεται σαν φίδι γύρω από ένα μακρύ διαστρικό νέφος", μας πληροφορεί ο Timothy Robishaw, μεταπτυχιακός σπουδαστής στην αστρονομία στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο  Μπέρκλεϋ. "Οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι σαν τεντωμένες λαστιχένιες ζώνες και συμπιέζει το νέφος σε μια νηματοειδή μορφή".

Δεξιά: Το Μοριακό Νέφος του Ωρίωνα πάνω από τον αστερισμό του Ωρίωνα, με το πορτοκαλί αστέρι Betelgeuse στην πάνω γωνία και το άστρο Rigel στο κάτω σημείο. Η κάτω εικόνα παρουσιάζει σπείρες του ελικοειδούς μαγνητικού πεδίου που περιβάλλει το  νέφος με μορφή νημάτων.

Οι αστρονόμοι ήθελαν από καιρό να βρουν συγκεκριμένες περιπτώσεις στις οποίες οι μαγνητικές δυνάμεις επηρεάζουν άμεσα τη μορφή των διαστρικών νεφών, αλλά σύμφωνα με τον Robishaw, "τα τηλεσκόπια απλώς δεν είχαν βρει μέχρι τώρα το στόχο".

Τα συμπεράσματα αυτά δίνουν τα πρώτα στοιχεία της δομής των μαγνητικών πεδίων γύρω από το νηματοειδές διαστρικό Μοριακό Νέφος του Ωρίωνα.

Τα διαστρικά μοριακά νέφη είναι οι τόποι γεννήσεως των άστρων, και το Μοριακό Νέφος του Ωρίωνα περιέχει δύο τέτοιους αστρικούς βρεφικούς σταθμούς - έναν στη ζώνη και τον άλλο στο ξίφος του αστερισμού Ωρίωνα. Τα διαστρικά νέφη είναι πυκνές περιοχές που ενσωματώνονται σε ένα εξωτερικό μέσο πολύς  χαμηλής πυκνότητας, αλλά τα "πυκνά" διαστρικά νέφη είναι, με τα γήινα στάνταρτ, ένα τέλειο κενό. Σε συνδυασμό με τις μαγνητικές δυνάμεις, το μεγάλο μέγεθος αυτών των νεφών προκαλεί αρκετή βαρύτητα για να τα συμπιέσει και να σχηματίσουν τα αστέρια.

Οι αστρονόμοι ξέρουν εδώ και καιρό ότι πολλά μοριακά νέφη είναι νηματοειδείς δομές των οποίων οι μορφές δείχνουν να οφείλονται στην ισορροπία μεταξύ της βαρυτικής δύναμης και των μαγνητικών πεδίων. Για να κάνουν θεωρητικά μοντέλα αυτών των νεφών, οι αστροφυσικοί τα έχουν θεωρήσει ως σφαίρες κι όχι σαν ίνες.. Εντούτοις, μια θεωρητική επεξεργασία που δημοσιεύθηκε το 2000 από τους Jason Fiege και Ralph Pudritz στο πανεπιστήμιο McMaster πρότεινε ότι όταν αντιμετωπίζονται κατάλληλα, τα νηματοειδή μοριακά νέφη αερίου πρέπει να έχουν ένα ελικοειδές μαγνητικό πεδίο γύρω από το μεγάλο άξονα του νέφους. Αυτή είναι η πρώτη παρατηρητική επιβεβαίωση αυτής της θεωρίας.

"Η μέτρηση των μαγνητικών πεδίων στο διάστημα είναι ένας πολύ δύσκολος στόχος", υποστηρίζει ο Robishaw επειδή το πεδίο στο διαστρικό διάστημα είναι πολύ ασθενές και επειδή κάποιες μετρήσεις μπορούν να δημιουργήσουν λανθασμένα αποτελέσματα."

Η υπογραφή ενός μαγνητικού πεδίου που δείχνει προς την ή από τη Γη είναι γνωστή ως φαινόμενο Zeeman και παρατηρείται λόγω διαχωρισμού μιας γραμμής του φάσματος σε ραδιοφωνική συχνότητα.

Το σήμα, σε αυτήν την περίπτωση, είναι ραδιοφωνικό 1420 MHz από το διαστρικό υδρογόνο - το απλούστερο και αφθονότερο άτομο στον κόσμο. Η εκπομπή των σημάτων γίνεται σε απόσταση 1750 ετών φωτός στον αστερισμό του Ωρίωνα.

Η κεραία που έλαβε αυτές τις ραδιομεταδόσεις είναι το Green Bank Telescope (GBT) του Εθνικού Ιδρύματος Επιστήμης, που χρησιμοποιείται από το Εθνικό Ραδιο-παρατηρητήριο αστρονομίας. Το τηλεσκόπιο, ύψους 148 μέτρων και με ένα δίσκο διαμέτρου 100 μέτρων, βρίσκεται στη Δυτική Βιρτζίνια, σε μια έρημη περιοχή 13.000 τετραγωνικών μιλίων. Έτσι επιτρέπει στους ραδιοαστρονόμους να παρατηρήσουν τα ραδιοκύματα από το διάστημα χωρίς παρεμβολή από σήματα τα προκαλούμενα από τον άνθρωπο.

Χρησιμοποιώντας το GBT, ο Robishaw και άλλοι παρατήρησαν ραδιοκύματα από το Μοριακό Νέφος του Ωρίονα και διαπίστωσαν ότι το μαγνητικό πεδίο αντέστρεψε την κατεύθυνσή του, δείχνοντας προς τη Γη στην ανώτερη πλευρά του νέφος και μακριά από τη Γη στο κατώτατο σημείο του. Χρησιμοποίησαν δε προηγούμενες παρατηρήσεις για να δουν πώς είναι προσανατολισμένο το μαγνητικό πεδίο μπροστά από το σύννεφο. Δεν υπάρχει κανένας τρόπος να ληφθούν πληροφορίες για το τι συμβαίνει πίσω από το νέφος επειδή αυτό είναι τόσο πυκνό που ούτε το οπτικό φως ούτε τα ραδιοκύματα δεν μπορούν να το διαπεράσουν. Όταν συνδύασαν όλες τις διαθέσιμες μετρήσεις, προέκυψε η εικόνα ενός σπιράλ γύρω από το σύννεφο.

"Αυτά τα αποτελέσματα ήταν απίστευτα για διάφορους λόγους", λέει ο Robishaw. "Λόγω της ελικοειδούς δομής του πεδίου, γιατί  αυτός ο τύπος της παρατήρησης είναι πολύ δύσκολος, και χρειάστηκε να κάνουμε δεκάδες ώρες παρατήρησης για να καταλάβουμε πώς ο τεράστιος δίσκος του τηλεσκοπίου αποκρίνεται στα πολωμένα ραδιοκύματα, που είναι η υπογραφή ενός μαγνητικού πεδίου."

Τα αποτελέσματα αυτών των ερευνών δείχνουν ότι το τηλεσκόπιο GBT είναι όχι μόνο ασύγκριτο μεταξύ των μεγάλων ραδιοτηλεσκοπίων για τη μέτρηση των μαγνητικών πεδίων, αλλά είναι μοναδικό για να ανιχνεύσει τα ασθενή μαγνητικά πεδία.

Υπάρχει όμως και μια εναλλακτική εξήγηση για την παρατηρηθείσα δομή των μαγνητικών πεδίων: Το πεδίο να τυλίγεται γύρω από το μέτωπο του σύννεφου. Η υπογραφή μιας τέτοιας διαμόρφωσης θα ήταν πολύ παρόμοια με αυτό που βλέπουν τώρα οι αστρονόμοι. Αλλά αυτό που τους πείθει πραγματικά ότι αυτό που βλέπουν είναι ένα ελικοειδές πεδίο είναι ότι φαίνεται να υπάρχει μια σταθερή γωνία κλίσης στις γραμμές του πεδίου πέρα από την πρόσοψη του νέφους.