꼬이고 있는 자기장이 별의 생성에 대한 새로운 통찰을 제공하다.

 

CREDIT: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

 

그림 1>  자기장 선(보라색)이 갓 태어난 어린 별 주위를 도는 먼지 원반의 소용돌이에 끌려 꼬이고 있는 모습을 그린 상상화.

과학자들이 유례없는 세밀한 모습을 보여주는 사진들을 이용하여 갓태어난 별 주위를 돌고 있는 물질들이 보다 큰 폭으로 별을 감싸고 있는 자기장의 일부를 끌어서 틀어버리고 있는 듯한 모습을 발견해냈다.

 

국립과학재단의 칼 G. 얀스키 초대형 배열(Very Large Array, 이하 VLA) 전파망원경을 이용하여 이루어진 이번 발견은 행성 형성의 원재료가 되는 먼지 원반이 어떻게 어린 별 주위에서 성장해 가는지를 말해주는 중요한 의미를 가지고 있다.

 

과학자들은 페르세우스 자리 방향으로 지구로부터 750광년 거리에 있는 갓 태어난 원시별을 연구하였다.

 

2013년과 2014년에 수행된 관측은 대부분 먼지로 구성된 물질로부터 복사되는 라디오파의 배열 또는 편광성을 측정하였는데, 이 물질들은 별 주위로 추락하여 별 주위를 도는 먼지 원반을 급성장시키고 있었다.
 
편광정보는 별로부터 가까운 지역에 존재하는 자기장의 배치 양상을 알려준다.

 

일리노이 대학 레슬리 루니(Leslie Looney)의 설명은 다음과 같다.
"어린 별들과 가까운 지역에 존재하는 자기장의 정렬은 그 주위를 도는 원반의 형성 및 발전이라는 측면에서 매우 중요합니다.
그 정렬 양상에 의거하여 자기장은 원반의 성장을 방해할 수도 있고, 물질을 원반에 쏟아부어 원반의 크기를 늘려나가는 역할을 할 수도 있습니다."

 

갓 태어난 어린 별 주위를 둘러싸고 있는 먼지와 가스 덩어리로부터 물질들이 회전하는 원반 안팍으로 추락할 때, 그 안에 함께 존재하는 자기장 선도 끌고가는 것 같다.
그렇다면 별 가까이에 있는 자기장의 구조는 더 멀리 떨어져 있는 자기장과는 다른 형태를 띄게 될 것이다.

 

일리노이 대학의 에린 콕스(Erin Cox)는 VLA관측을 통해 이러한 자기장 형태의 변화가 일어나는 지역을 볼 수 있었다고 말했다.

또한 그녀는 이번 관측을 통해 원시별 근처의 편광양상을 보여주는 8~10밀리미터 파장의 사진을 처음으로 만들어낼 수 있었다고 덧붙였다.

 

이번 관측은 또한 어린 별을 둘러싸고 있는 원반에 밀리미터~ 센티미터 크기의 입자들이 수없이 많이 존재한다는 점을 말해주고 있다.

 

원시별의 연령은 대략 1만년 상관이기 때문에 - 이는 천문학적 견지에서 보면 대단히 짧은 시간에 해당한다. - 이 정도 크기의 알갱이들이 여전히 형성이 진행중인 별 주위의 환경에서 생성되며 빠르게 몸집을 키워간다는 것을 말해주는 것이다.

 

NGC1333 IRAS 4A 로 명명된 이 별은 먼지와 가스로 둘러싸인 일반적인 환경에서 성장한 두 개 어린 별들 중 하나이다.

이 원반을 구성하고 있는 물질의 총 질량은 태양 질량의 두 배에 달한다.

 

콕스와 루니는 원시별에 대한 연구를 진행한 국제 천문학 연구팀의 일원이다.
과학자들은 이번 발견을 아스트로피지컬 저널을 통해 발표하였다.

출처 : 국립 전파 천문대(National Radio Austronomy Observatory) Press Release  2015년 12월 21일자
         https://public.nrao.edu/news/pressreleases/protostar-magnetic-fields

 

참고 : NGC1333 IRAS 4A를 비롯한 각종 별에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다.
          https://big-crunch.tistory.com/12346972

 

원문>

21 December 2015

Twisted Magnetic Fields Give New Insights on Star Formation

Using new images that show unprecedented detail, scientists have found that material rotating around a very young protostar probably has dragged in and twisted magnetic fields from the larger area surrounding the star. The discovery, made with the National Science Foundation's Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) radio telescope, has important implications for how dusty disks -- the raw material for planet formation -- grow around young stars.

The scientists studied a young protostar about 750 light-years from Earth in the constellation Perseus. Their observations, made in 2013 and 2014, measured the alignment, or polarization, of radio waves emitted by material, mostly dust, falling into a burgeoning disk orbiting the young star. The polarization information revealed the configuration of magnetic fields in this region near the star.

"The alignment of magnetic fields in this region near young stars is very important to the development of the disks that orbit them. Depending on its alignment, the magnetic field can either hinder the growth of the disk or help funnel material onto the disk, allowing it to grow," said Leslie Looney, of the University of Illinois at Urbana-Champaign.

As material from the envelope of dust and gas surrounding the young star falls inward toward the rotating disk, it is likely to drag magnetic field lines with it. Because of this, the structure of the magnetic field near the star will become different from the field's structure farther away.

"Our VLA observations are showing us this region, where the change in shape of the magnetic field is taking place," said Erin Cox, also of the University of Illinois Urbana-Champaign. The observations, she added, produced the first images at wavelengths of 8 and 10 millimeters to show the polarization near a protostar.

The observations also indicated that millimeter- to centimeter-sized particles are numerous in the disk surrounding the young star. Since the protostar is only about 10,000 years old -- very short in astronomical timescales -- this may mean that such grains form and grow quickly in the environment of a still-forming star.

The star, dubbed NGC1333 IRAS 4A, is one of two young stars forming within a common envelope of dust and gas. The disk around it contains material with a total mass more than twice that of our Sun.

Cox and Looney are part of an international team of astronomers studying the protostar. The scientists are reporting their results in the Astrophysical Journal Letters.

The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation, operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.

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