[论文解读] Circular polarimetry reveals helical magnetic fields in the young stellar object HH 135-136

A. Chrysostomou, P. W. Lucas+1 more|ArXiv.org|Oct 31, 2007

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 10被引用 39

一句话总结

本研究利用近红外圆偏振测量与蒙特卡罗建模，证明了年轻恒星对象HH 135-136的双极喷流中，磁场呈现出沿大尺度距离延伸的螺旋结构。螺旋形磁场构型提供了喷流准直化所必需的磁压，支持了喷流在角动量从吸积盘中移除过程中起关键作用、从而促进原恒星生长的假说。

ABSTRACT

Magnetic fields are believed to have a vital role in regulating and shaping the flow of material onto and away from protostars during their initial mass accretion phase. It is becoming increasingly accepted that bipolar outflows are generated and collimated as material is driven along magnetic field lines and centrifugally accelerated off a rotating accretion disk. However, the precise role of the magnetic field is poorly understood and evidence for its shape and structure has not been forthcoming. Here we report imaging circular polarimetry in the near-infrared and Monte Carlo modelling showing that the magnetic field along the bipolar outflow of the HH 135-136 young stellar object is helical. The field retains this shape for large distances along the outflow, so the field structure can also provide the necessary magnetic pressure for collimation of the outflow. This result lends further weight to the hypothesis - central to any theory of star formation - that the outflow is an important instrument for the removal of high-angular-momentum material from the accretion disk, thereby allowing the central protostar to increase its mass.

研究动机与目标

• 研究年轻恒星对象HH 135-136双极喷流中的磁场结构。
• 确定磁场是否在准直和塑造原恒星喷流中发挥作用。
• 检验磁场从吸积盘中移除高角动量物质、从而促进原恒星质量吸积的假说。
• 为年轻恒星喷流中磁场的几何形态与持久性提供观测证据。

提出的方法

• 对HH 135-136喷流进行了近红外圆偏振测量，以测定散射光中圆偏振度与手征性。
• 分析偏振数据，推断喷流区域磁场矢量的方向与几何构型。
• 采用蒙特卡罗辐射转移建模，模拟尘埃颗粒沿磁场方向对齐时的光散射过程。
• 将模型拟合至观测到的偏振图案，以约束磁场结构。
• 将螺旋形磁场构型与其它场配置进行对比，评估其与观测的一致性。
• 分析聚焦于沿喷流轴向磁场结构的空间范围与稳定性。

实验结果

研究问题

• RQ1 HH 135-136双极喷流中的磁场几何结构是什么？
• RQ2 磁场在喷流轴向大尺度距离上是否保持一致的形态？
• RQ3 观测到的偏振图案能否由螺旋形磁场构型解释？
• RQ4 磁场结构是否具备足够的压力以实现喷流的准直化？
• RQ5 磁场如何参与吸积盘中的角动量传输？

主要发现

• HH 135-136喷流中的磁场呈现出沿喷流轴向大尺度延伸的稳定螺旋形结构。
• 螺旋形磁场构型与近红外观测到的圆偏振图案一致。
• 磁场提供了足够的压力以实现喷流的准直化，支持其在塑造喷流形态中的作用。
• 在喷流仍保持准直的区域，磁场结构保持相干性，表明其具有长期稳定性。
• 研究结果支持理论框架，即磁场在恒星形成过程中对从吸积盘中移除角动量起关键作用。
• 结果为原恒星喷流中磁力准直机制提供了直接的观测证据。