Rozrywający wpływ grawitacji Drogi Mlecznej, gwałtowne procesy gwiazdotwórcze i wybuchy supernowych… mimo tylu niszczycielskich czynników, Wielki Obłok Magellana ma silne i uporządkowane pole magnetyczne. Naukowcy zastanawiają się nad rozwiązaniem zagadki – siłami na tyle potężnymi, że są w stanie stabilizować pole magnetyczne Obłoku.

Wielki Obłok Magellana (LMC), galaktyka nieregularna znajdująca się w odległości 160 tysięcy lat świetlnych od Drogi Mlecznej, jest jej najbliższym sąsiadem. Bliskość Obłoku sprawia, że jest on pod wpływem grawitacji naszej Galaktyki.

Jak udało się naukowcom „zobaczyć” pole magnetyczne Wielkiego Obłoku Magellana? Zazwyczaj obserwuje się polaryzację światła i fal radiowych pochodzących z samej galaktyki. Tym razem wykorzystano zjawisko rotacji Faradaya – efektu polaryzowania fal radiowych w polu magnetycznym: obserwowano znajdujące się w tle radioźródła i rejestrowano zmiany w polaryzacji ich promieniowania, gdy to przechodziło przez pole magnetyczne LMC. W ten sposób udało się określić obszar, na jakim się rozciąga.

Odpowiednich źródeł promieniowania w tle nie jest wiele i są one od siebie oddalone, dlatego metoda opierająca się na efekcie rotacji Faradaya była dotąd tylko stosowana przy badaniu magnetyzmu Drogi Mlecznej i galaktyki M31. Ze względu na duże rozmiary na niebie Wielkiego Obłoku Magellana – 7 stopni – metodę udało się wykorzystać także do badania tej galaktyki. Znaleziono 291 źródeł promieniowania, z czego około 100 bezpośrednio za LMC, którymi posłużono się w wyznaczaniu pola magnetycznego. Przy użyciu australijskiego teleskopu CSIRO, udało się sporządzić najdokładniejszą mapę magnetyzmu galaktyki innej niż nasza.

Wielki Obłok Magellana znajduje się pod wpływem grawitacji Drogi Mlecznej. Siły przyciągania nieustannie dążą do rozerwania Obłoku. Ponadto od miliardów lat zachodzą w nim gwałtowne procesy gwiazdotwórcze i wybuchy supernowych, uwalniające olbrzymie ilości energii, która powinna zakłócać pole magnetyczne. Tymczasem wyniki badań okazały się zaskoczeniem – mimo wielu niszczycielskich sił, pole magnetyczne LMC jest spokojne i uporządkowane. Jeden z badaczy porównuje sytuację z przyjęciem urodzinowym dla 4-latków, po którym dom pozostaje czysty i posprzątany. Muszą istnieć więc potężne siły, które chronią pole magnetyczne przed zaburzeniami.

NASA

Wielki Obłok Magellana jest przedstawicielem galaktyk nieregularnych. Jest to satelita Drogi Mlecznej, o wiele mniejszy od niej. Zawiera olbrzymie zasoby gazu, dzięki czemu na wielką skalę zachodzą tam procesy gwiazdotwórcze.     Na zdjęciu widać prawie 10 tys. gwiazd, pokrywających obszar prawie 130 lat świetlnych. Na nocnym niebie są one prawie 100 milionów słabsze od możliwości naszego oka. Nasze Słońce byłoby na tym zdjęciu jedną ze słabszych gwiazd.

Duże, uporządkowane pole magnetyczne jest cechą galaktyk spiralnych, w tym Drogi Mlecznej. Uważa się, że obrót galaktyki powoduje „wygładzanie” zaburzeń pola magnetycznego dzięki efektowi dynama, podobnemu do procesu będącego źródłem ziemskiej magnetosfery. Jednak Wielki Obłok Magellana jest galaktyką nieregularną, a siły nim targające zbyt gwałtowne, aby zniweczyć je tym zjawiskiem.

Co więc utrzymuje pole magnetyczne Obłoku w ładzie? Badacze, wśród kilku możliwości, wskazują na promieniowanie kosmiczne. Te wysokoenergetyczne cząstki mogą działać o wiele szybciej niż efekt dynama – pod warunkiem, że procesy gwiazdotwórcze, z jakich promieniowanie pochodzi, zachodzą często i losowo na przestrzeni całego Obłoku. W pewnym sensie gwarantem stabilności jest tu chaos.

Pola magnetyczne towarzyszą planetom, gwiazdom, galaktykom, może nawet prawie pustej przestrzeni międzygalaktycznej. Pole magazynuje i uwalnia energię, powoduje krążenie prądów elektrycznych w przestrzeni, przyczynia się do powstawania gwiazd, zamienia energię ruchu galaktyk na ciepło. Poznanie pól magnetycznych jest więc bardzo ważne w rozumieniu funkcjonowania kosmosu.

Wykorzystanie rotacji Faradaya wydaje się być obiecującą metodą pomiaru magnetyzmu galaktyk. W przyszłości radioteleskopy będą w stanie zebrać o wiele więcej źródeł tła, co pozwoli na szczegółowe zbadanie magnetyzmu naszej części Wszechświata.