För första gången har magnetfält upptäckts i tre massiva, heta stjärnor i våra närliggande galaxer, de stora och små magellanska molnen. Medan magnetiska massiva stjärnor redan har upptäckts i vår egen galax, är upptäckten av magnetism i de magellanska molnen särskilt viktig eftersom dessa galaxer har en stark population av unga massiva stjärnor. Detta ger en unik möjlighet att studera aktivt bildande stjärnor och den övre gränsen för massan som en stjärna kan ha och förbli stabil.

Magnetism anses särskilt vara en nyckelkomponent i massiv stjärnutveckling, med långtgående inverkan på deras slutliga öde. Det är de massiva stjärnorna med från början mer än åtta solmassor som lämnar efter sig neutronstjärnor och svarta hål i slutet av sin evolution.

Spektakulära sammanslagningshändelser av sådana kompakta restsystem har observerats av gravitationsvågobservatorier. Dessutom föreslår teoretiska studier en magnetisk mekanism för explosionen av massiva stjärnor, relevant för gammastrålningskurar, röntgenblixtar och supernovor.

"Studier av magnetfält i massiva stjärnor i galaxer med unga stjärnpopulationer ger avgörande information om magnetfältens roll i stjärnbildningen i det tidiga universum med stjärnbildande gas som inte är förorenad av metaller", säger Dr Swetlana Hubrig, från Leibniz. Institutet för astrofysik Potsdam (AIP) och första författare till studien.

Stjärnmagnetiska fält mäts med spektropolarimetri. För detta registreras cirkulärt polariserat stjärnljus och de minsta förändringarna i spektrallinjerna undersöks. Men för att uppnå den nödvändiga noggrannheten i polarisationsmätningarna kräver denna metod data av hög kvalitet.

"Metoden är extremt sugen på fotoner. Detta är en speciell utmaning eftersom även de ljusaste massiva stjärnorna, som har mer än åtta solmassor, är relativt ljusfattiga när de observeras i våra närliggande galaxer, Stora och Små Magellanska molnen." Dr Silva Järvinen från AIP förklarar.

På grund av dessa förhållanden är konventionella högupplösta spektropolarimetrar och mindre teleskop olämpliga för sådana undersökningar. Därför användes lågupplösta spektropolarimetern FORS2, som är monterad på ett av de fyra 8-metersteleskopen i Very Large Telescope (VLT) från European Southern Observatory (ESO).

Tidigare försök att upptäcka magnetfält i massiva stjärnor utanför vår galax var misslyckade. Dessa mätningar är komplexa och beror på flera faktorer.

Det magnetiska fältet som mäts med cirkulär polarisation kallas det longitudinella magnetfältet, och det motsvarar uteslutande den fältkomponent som pekar i betraktarens riktning. Det liknar ljuset som kommer från en fyr, vilket är lätt att se när strålen lyser mot betraktaren.

Eftersom magnetfältstrukturen i massiva stjärnor vanligtvis kännetecknas av en global dipol med axeln lutad mot rotationsaxeln, kan styrkan på det longitudinella magnetfältet vara noll vid rotationsfaser när observatören tittar direkt på den roterandes magnetiska ekvator. stjärna. Detekterbarheten av polarisationssignalen beror också på antalet spektrala egenskaper som används för att undersöka polarisationen.

Observationen av ett bredare spektralområde med ett större antal spektrala egenskaper är att föredra. Dessutom är längre exponeringstider avgörande för att registrera polarimetriska spektra med ett tillräckligt högt signal-brusförhållande.

Med hänsyn till dessa viktiga faktorer utförde teamet spektropolarimetriska observationer av fem massiva stjärnor i Magellanska molnen. I två förmodligen enstaka stjärnor med spektrala egenskaper som är typiska för magnetiska massiva stjärnor i vår egen galax och i ett aktivt interagerande massivt binärt system beläget i kärnan av den mest massiva stjärnbildande regionen NGC346 i det lilla magellanska molnet, lyckades de detektera magnetfält av storleksordningen kiloGauss.

På vår sols yta kan sådana starka magnetfält bara upptäckas i små starkt magnetiserade områden – solfläckarna. De rapporterade magnetfältsdetekteringarna i de magellanska molnen är den första indikationen på att massiv stjärnbildning fortskrider i galaxer med unga stjärnpopulationer på liknande sätt som i vår galax.

Forskningen är publicerad i tidskriften Astronomy &Astrophysics .