Tutkijat löysivät uutta tietoa tähtienvälisestä magneettikentästä auringon lähiympäristössä

08.04.2020

Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen tutkijoiden johtama kansainvälinen ryhmä kartoitti tähtienvälisen magneettikentän rakennetta ja tähtienvälisen aineen jakautumaa auringon lähiympäristössä. Tutkimusryhmän tulokset julkaistiin maaliskuussa arvostetussa eurooppalaisessa Astronomy & Astrophysics -aikakausilehdessä.

Magneettikentällä on tärkeä osuus tähtien ja planeettakuntien syntyprosesseissa. Dosentti Vilppu Piirolan ja dosentti Andrei Berdyuginin johtama tutkimus perustuu tarkkoihin polarisaatiohavaintoihin. Tähden valo polarisoituu, kun se siroaa magneettikentän suuntaamista pienistä pölyhiukkasista matkalla tähtienvälisen aineen pölypilvien läpi.

– Polarisoituminen tarkoittaa sitä, että sähkömagneettinen värähtely on voimakkaampaa tietyssä, valon kulkusuuntaa vastaan kohtisuoraan olevassa suunnassa. Pienten, alle mikrometrin läpimittaisten pitkulaisten pölyhiukkasten suuntaus perustuu samaan ilmiöön kuin kompassin neulan kääntyminen maan magneettikentässä, vaikka onkin monimutkaisempi prosessi, Vilppu Piirola kuvailee.

Erityisen merkittäväksi tutkimuksen tekee yhteys auringon ja ympäröivän magneettikentän vuorovaikutusta tutkimaan lähetetyn Interstellar Boundary EXplorer (IBEX) -avaruusluotaimen saamiin tuloksiin. Aurinko ja sen magneettikenttä vuorovaikuttavat ympäröivän tähtienvälisen aineen kanssa, ja aurinkotuulen vaikutuksesta syntyy niin sanottu paikallinen kupla (local bubble), missä aineen tiheys on pieni ja pölyä on vain vähän. IBEX:in tehtävänä on tutkia tätä auringon heliosfäärin ja tähtienvälisen avaruuden ja aineen rajapintaa, johon aurinkotuuli käytännössä pysähtyy.

Magneettikenttä

Tarkat laitteet paljastavat magneettikentän suunnan

Tähtienvälisestä magneettikentästä IBEX saa tietoa havainnoimalla energeettisiä hiukkasia (mm. neutraalia vetyä), jotka läpäisevät heliosfäärin rajapinnan. Magneettikentän suunta saadaan kuitenkin selville vain hyvin tarkkojen polarisaatiohavaintojen avulla. Tällaisia havaintoja varten on Turun yliopiston Tuorlan observatoriossa kehitetty huipputarkkoja laitteita, joilla polarisaatio voidaan mitata paremmin kuin 0,001 % eli sadastuhannesosan tarkkuudella.

Nyt julkaistua työtä varten on ollut käytössä neljä polarimetria: kaksi Hawaijilla (Mauna Kean ja Haleakalan observatoriot), yksi La Palmalla (Nordic Optical Telescope) ja yksi eteläisellä pallonpuoliskolla Tasmanian yliopiston Greenhill-observatoriossa.

– Havainnot ovat paljastaneet mielenkiintoisen magneettisen filamenttirakenteen siinä suunnassa, mihin aurinko ympäröivän tähtienvälisen avaruuden suhteen liikkuu, ja vastakkaisessa suunnassa eli niin sanotussa heliosfäärin pyrstössä. Filamentit näkyvät nauhamaisina kaarina, joissa pölyhiukkaset ja tähtien valon polarisaatio ovat järjestäytyneet magneettikentän suuntaisiksi, Piirola kertoo.

Tutkimusryhmän tulokset on maaliskuussa julkaistu arvostetussa eurooppalaisessa Astronomy & Astrophysics -aikakausilehdessä. Lehden toimittajat ovat valinneet artikkelin erityisen mielenkiintoiseksi julkaisuksi.

> Tutkimus Astronomy & Astrophysics lehden Highlights -sivulla

Luotu 08.04.2020 | Muokattu 08.04.2020