Figur 1:ALMA-detektering av SiO-linjepolarisering i HH 211-strålen. (Överst) En sammansatt bild som visar HH 211-strålen och utflödet runt den. De blå och röda bilderna visar den närmande (blåskiftade) sidan respektive den vikande (rödförskjutna) sidan av jetstrålen i SiO (antagen från Lee et al. 2009). Grå bild visar utflödet i H2 (antaget från Hirano et al. 2006). (Nedre) En zoom-in till den innersta delen av jetstrålen inom 700 au från den centrala protostjärnan. Orange bild visar den accretion disk som nyligen upptäckts med ALMA (Lee et al. 2018). Blå och röda bilder visar de blåskiftade och rödskiftade sidorna av den innersta strålen som kommer ut från skivan, erhållits i vår observation. Gula linjesegment visar orienteringen av SiO-linjepolarisationen i strålen. En storleksskala för vårt solsystem visas i det nedre högra hörnet för storleksjämförelse. I de två panelerna, asterisker markerar den möjliga positionen för den centrala protostjärnan. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al
En internationell forskargrupp ledd av Chin-Fei Lee vid Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) har gjort en genombrottsobservation med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), som bekräftar närvaron av magnetfält i en jet från en protostjärna. Jets tros spela en viktig roll i stjärnbildning, gör det möjligt för protostjärnan att samla massa från en ansamlingsskiva genom att ta bort rörelsemängd från skivan. Det är mycket överljud och kollimerat, och förutspås i teorin att lanseras och kollimeras av magnetfält. Fyndet stöder den teoretiska förutsägelsen och bekräftar strålens roll i stjärnbildningen.
"Även om det länge har förutspåtts att protostellär jet är gängad med magnetfält, ingen var riktigt säker på det. Tack vare ALMAs höga känslighet, vi har äntligen bekräftat närvaron av magnetfält i en protostellär jet med molekylär linjepolarisationsdetektion. Mer intressant, magnetfälten i strålen kan vara spiralformade, som ses i strålen från en aktiv galaktisk kärna (AGN). Kanske, samma mekanism är igång för att starta och kollimera strålarna från både protostar och AGN, säger Chin-Fei Lee på ASIAA.
"Den detekterade polarisationen kommer från en SiO molekylär linje i närvaro av magnetiska fält, " säger Hsiang-Chih Hwang, som var en före detta NTU-student i Chin-Fei Lee som modellerade polariseringen. "Den polariserade emissionen i jetstrålen är så svag att vi misslyckades med att detektera den med Submillimeter Array. Vi är så glada över att äntligen ha upptäckt det med ALMA."
HH 211 är en väldefinierad jetstråle från ett av de yngsta protostellära systemen i Perseus på ett avstånd av cirka 1, 000 ljusår. Den centrala protostjärnan har en ålder på endast cirka 10, 000 år (vilket är cirka 2 miljondelar av vår sols ålder) och en massa på cirka 0,05 solmassa. Strålen är rik på SiO molekylär gas och driver ett spektakulärt molekylärt utflöde runt den (se den övre panelen i figur 1).
Figur 2:Möjliga spiralformade magnetfält i HH 211 jet. Blå och röda bilder visar de blåskiftade och rödskiftade sidorna av jetstrålen som kommer ut från skivan, som visas i den nedre panelen i figur 1. De grönaktiga spirallinjerna visar den möjliga magnetfältsmorfologin i strålen. Asterisken markerar den möjliga positionen för den centrala protostjärnan. En storleksskala för vårt solsystem visas i det nedre högra hörnet för storleksjämförelse. Kredit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al.
med ALMA, teamet zoomade in till den innersta delen av jetplanet inom 700 au från den centrala protostjärnan, där emissionen är som ljusast i SiO. De upptäckte SiO-linjepolarisering mot den närmande (blåskiftade) sidan av strålen (se bottenpanelen i figur 1). Polariseringen har en bråkdel av cirka 1,5 procent och en orientering ungefär i linje med jetaxeln. Denna linjepolarisering beror på Goldreich-Kylafis-effekten, bekräftar närvaron av magnetiska fält i strålen. Orienteringen av magnetfälten kan vara antingen toroidformad eller poloidal. Enligt de nuvarande jetuppskjutningsmodellerna, magnetfälten förväntas vara spiralformade och bör huvudsakligen vara toroidformade där polarisationen detekteras, för att kollimera strålen. Djupare observationer kommer att föreslås för att detektera linjepolariseringen i den vikande (rödförskjutna) sidan av strålen och kontrollera om polarisationens morfologi är konsekvent. Dessutom, ytterligare SiO-linje kommer att observeras för att bekräfta fältmorfologin.
Observationen öppnar upp för en spännande möjlighet att direkt detektera och karakterisera magnetfält i protostellära jetstrålar genom högupplöst och högkänslig avbildning med ALMA, vilket kan förbättra teorierna om jetbildning och därmed vår förståelse för matningsprocessen i stjärnbildningens innersta område.
