Astronomowie dokonali przełomowego odkrycia, tworząc szczegółową mapę pól magnetycznych przenikających dysk otaczający TW Hydrae, pobliską gwiazdę z dyskiem planetotwórczym. Badania te, prowadzone przez dr. Richarda Teague'a z MIT przy użyciu danych z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), rzucają światło na niewidzialne siły kształtujące powstawanie nowych planet, podobnych do tych, które uformowały nasz Układ Słoneczny.
Planety rodzą się w wirujących dyskach gazu i pyłu wokół młodych gwiazd. Choć teleskopy ukazywały kształty i przerwy w tych dyskach, pomiar pól magnetycznych – niewidzialnych czynników kierujących i rzeźbiących materiał planetarny – stanowił wyzwanie. Powszechnie uważa się, że pola magnetyczne są kluczowe dla ewolucji dysków i tworzenia planet, jednak ich obecność i struktura w dysku takim jak TW Hydrae nie były dotąd jednoznacznie zmapowane. Poprzednie badania pól magnetycznych skupiały się na wykrywaniu specyficznych wzorców spolaryzowanego światła, ale sygnały te są słabe i łatwo je zakłócić.
Dr Teague i jego zespół przeanalizowali poszerzenie specyficznych sygnałów radiowych, które są sygnaturami obracających się cząsteczek w dysku, zarejestrowanych przez ALMA. Dekodując subtelne zmiany w świetle cząsteczki CN, zespół wykrył charakterystyczne poszerzenie spowodowane interakcjami z polem magnetycznym, znane jako Efekt Zeemana. Analiza ujawniła pola magnetyczne o natężeniu do 10 miligaussów – tysiąc razy słabsze od magnesu w lodówce, lecz ogromne w skali planetotwórczej.
Pola te rozciągają się od 60 do 120 jednostek astronomicznych (AU) od gwiazdy, a ich struktura zmienia się przy znaczącej przerwie w dysku. Sugeruje to bezpośredni związek między aktywnością magnetyczną a formowaniem się obszarów planetotwórczych. „Obecność i wzór tych pól niezwykle przypominają to, co mogło przenikać mgławicę słoneczną podczas formowania się naszych planet” – stwierdził dr Teague. „To najlepszy widok, jaki mieliśmy na niewidzialną rękę kształtującą narodziny nowych światów”.
To podejście otwiera nowe możliwości w rozwiązywaniu odwiecznych pytań naukowych: Jak pola magnetyczne napędzają ewolucję dysków? Jak wpływają na to, które planety i gdzie się formują? W miarę jak teleskopy i instrumenty stają się coraz czulsze, astronomowie przewidują zastosowanie tych technik do wielu innych dysków. „Wkraczamy w erę, w której możemy wreszcie zobaczyć magnetyczne plany, które pomagają budować nowe systemy planetarne” – dodał Teague. Modernizacje ALMA, takie jak nadchodzący odbiornik pasma 1, są projektowane właśnie w tym celu. „Nasze odkrycia pokazują, że to, co było obiecane w ramach modernizacji, będzie możliwe na dużą skalę”.
Badania te stanowią znaczący postęp w zrozumieniu nie tylko tego, jak planety formują się wokół innych gwiazd, ale także tego, jak powstał nasz własny kosmiczny sąsiad. Warto zauważyć, że pola magnetyczne odgrywają kluczową rolę w stabilności dysków protoplanetarnych, wpływając na proces akrecji i ewolucję gazu i pyłu, co potwierdzają badania prowadzone przez program AGE-PRO przy użyciu ALMA, który analizował 30 dysków protoplanetarnych, wykazując różnice w tempie ewolucji gazu i pyłu. Badania te podkreślają znaczenie pól magnetycznych w kontekście formowania się planet, podobnie jak analizy dotyczące wpływu pól magnetycznych na powstawanie planet w układach podwójnych oraz ich rolę w procesach takich jak burze magnetyczne w dyskach wokół młodych gwiazd. Odkrycie to otwiera drzwi do głębszego zrozumienia procesów kosmicznych, które ukształtowały nasz wszechświat.