Den nuvarande kosmologiska modellen för att förklara universum, "Big Bang" -modellen, syftar till att beskriva alla observerbara fenomen, inklusive utvecklingen av galaxer från tidigaste tider till idag. Ett av de stora problemen i standardmodellen är att den förutspår en stjärnbildningshastighet som är alldeles för hög. Allt det stjärnbildande materialet i galaxer borde ha förenats till stjärnor när universum bara var en bråkdel av dess nuvarande ålder på 13,8 miljarder år. Dock, över hälften av galaxerna ser vi, främst spiraler, bildar aktivt stjärnor just nu. Denna skillnad mellan teoretisk förutsägelse och observation har tvingat forskare att titta mycket närmare på stjärnbildningens släckningsprocesser som kan bromsa stjärnbildningstakten under galaxernas livstid. Utan denna släckning, standarden Big Bang -modellen misslyckas med att förutsäga universum som vi känner det.

Forskare har föreslagit ett antal mekanismer för släckning, inklusive "feedback" från supernovaer eller aktiva galaktiska kärnor, som bryter upp de stjärnbildande molnen och minskar stjärnbildningshastigheten. En annan mekanism har just rapporterats i Natur Astronomi i en studie som leds av Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) -forskaren Fatemeh Tabatabaei. Studien finner magnetfält och kosmiska strålar som är ansvariga för den långsamma bildandet av massiva stjärnor.

En detaljerad studie av stjärnbildningsparametrarna i den centrala regionen i spiralgalaxen NGC 1097 avslöjade att närvaron av ett relativt stort magnetfält fungerar som ett släckningsmedel, utövar tryck i ett gasmoln som kan hämma dess tendens att kollapsa och bilda stjärnor. Forskarna har också visat att denna mekanism är, faktiskt, arbetar runt mitten av NGC 1097. De kombinerade observationer i det synliga och det nära infraröda från Hubble-rymdteleskopet med radioobservationer från Very Large Array och Submillimeter Array för att utforska effekten av turbulens, stjärnstrålning och magnetfält på massiv stjärnbildning i galaxens kärnring. Denna ring innehåller ett antal distinkta zoner där stjärnor bildas inuti enorma molekylära molnkomplex. Det huvudsakliga resultatet de erhöll var ett omvänt förhållande mellan stjärnbildningshastigheten i ett givet molekylärt moln och magnetfältet i det - ju större fältet, desto långsammare är stjärnbildningshastigheten.

"Att göra detta, vi gjorde en specifik separation av magnetfältet och dess energi från andra energikällor i det interstellära mediet, som är den termiska energin, och den allmänna icke-termiska men icke-magnetiska energin, "förklarar Fatemeh Tabatabaei." Endast genom att kombinera högkvalitativa observationer vid mycket olika våglängder kunde vi göra detta och när vi separerade dessa energikällor var magnetfältets effekt överraskande tydlig. "

Almudena Prieto, en annan av författarna, säger, "Även om jag har arbetat med den centrala zonen i NGC 1097 vid optiska och infraröda våglängder under en tid, bara när vi tog hänsyn till magnetfältet kunde vi inse dess relevans för att minska hastigheten med vilken stjärnor bildas. "

Detta resultat har flera intressanta konsekvenser och kastar ljus över flera typer av sammanhängande astrofysiska pussel. Först, eftersom magnetfältet inte tillåter mycket stora molekylära moln att kollapsa och bilda stjärnor, stjärnbildning kan ske först efter att molnen bryts upp i mindre moln. Det betyder att denna region kommer att ha en högre andel lågmassestjärnor än i andra galaxzoner. Tendensen för mycket massiva galaxer att innehålla en hög andel lågmassestjärnor i sina centrum är en ny upptäckt, och är fortfarande på något sätt kontroversiell, men förstärks av arbetet som rapporteras här. Av intresse är också det faktum att närvaron av supermassiva svarta hål i galaxernas centrum tenderar att förbättra det kärnmagnetiska fältet, så att denna släckningsmekanism ska vara mest effektiv vid galaxernas utbuktningar.