Звездообразование в молекулярных облаках обычно происходит в два этапа. Сверхзвуковые потоки сначала сжимают облака в плотные волокна длиной в световые годы, после чего гравитация коллапсирует самый плотный материал волокон в ядра. Массивные ядра, каждое из которых более двадцати солнечных масс, предпочтительно формируются на пересечениях, где пересекаются волокна, создавая места скопления звезд.
Ожидается, что процесс будет эффективным, но наблюдаемая скорость звездообразования в плотном газе составляет всего несколько процентов от скорости, ожидаемой, если бы вещество действительно свободно коллапсировало. Чтобы решить эту проблему, астрономы предположили, что турбулентность и/или магнитные поля поддерживают ядра от гравитационного коллапса.
Магнитные поля трудно измерить. Одним из распространенных подходов является измерение поляризованного света, поскольку магнитные поля могут выравнивать вытянутые пылинки в межзвездной среде, которые затем рассеивают свет с предпочтительным направлением поляризации, что позволяет оценить напряженность поля.
Астрономы CfA Цзюньхао Лю и Цичжоу Чжан возглавили команду, которая использовала субмиллиметровую установку ALMA для изучения поляризованного излучения в трех массивных ядрах в темном облаке с пространственным разрешением около 0,7 световых лет, что достаточно мало, чтобы исследовать пространственные структуры ядер. Регион находится в нашей галактике, примерно в пятнадцати тысячах световых лет от нас, и, как известно, имеет более десяти потенциально звездообразующих ядер с массой от ста до тысячи солнечных масс. Три из них показывают признаки того, что идет процесс звездообразования, и ученые наблюдали за этими тремя в их субмиллиметровом континууме эмиссию и молекулярную эмиссию из их газообразного монооксида углерода и нескольких других видов.
Каждое из трех ядер немного отличается по массе, температуре, движениям газа и субструктуре, возможно, отчасти потому, что они находятся на разных стадиях своей активности звездообразования.
Астрономы обнаруживают магнитные поля во всех трех сгустках, но их напряженность также немного отличается от 1,6 до 0,32 миллиГаусс (для сравнения, сила магнитного поля у поверхности Земли в среднем составляет около 500 миллиГаусс). Их анализ энергетики показывает, что турбулентность в движении газа доминирует (или сравнима) с эффектами магнитных полей и что одна только магнитная сила не может предотвратить гравитационный коллапс. Однако поля могут играть ключевую роль и по-другому: в этих ядрах происходит двенадцать оттоков от молодых звезд, и половина из них примерно совпадает с направлениями магнитного поля.
Поскольку оттоки связаны со структурами дисков вокруг молодых звезд, это предполагает, что поля играют ключевую роль в формировании дисков по мере их развития на ранних стадиях звездообразования.