Wetenschappers hebben een belangrijke doorbraak geforceerd in de astrofysica door de complexe, gedraaide magnetische velden te observeren die de drijvende kracht vormen achter gasjets bij protosterren. Deze waarneming biedt het eerste directe bewijs voor theoretische modellen die al decennia beschrijven hoe jonge sterren hun energie reguleren en hun groei sturen.
Het proces van stervorming begint bij de creatie van een roterende accretieschijf van materiaal rond een kern. Terwijl de jonge ster massa uit deze schijf absorbeert, ontstaat er een fysiek probleem door het meegesleurde impulsmoment. Zonder een manier om deze energie af te voeren, zou het materiaal in de schijf blijven roteren en zou de ster niet verder kunnen groeien. Om dit op te lossen, worden delen van het materiaal via de polen van de ster in de vorm van krachtige jets en tragere uitstroomgolven de ruimte in geslingerd.
De precieze werking van deze jets bleef lange tijd theoretisch. Volgens een artikel van universetoday.com is de rol van magnetische velden hierbij essentieel. In magneto-centrifugale modellen zorgen poloidale velden ervoor dat winden vanuit de accretieschijf worden gelanceerd. Wanneer het gas echter met hoge snelheid roteert, raken deze velden verdraaid, waardoor een toroidale geometrie ontstaat. Deze specifieke vorm wekt een magnetische spanning op, ook wel 'magnetic hoop stress' genoemd, die de gasstromen versnelt en dwingt in een smalle, kolomvormige jet.
Hoewel dit proces breed werd geaccepteerd in de wetenschappelijke gemeenschap, was er tot onlangs geen observationeel bewijs voor het bestaan van deze toroidale velden in protostellaire winden. De doorbraak kwam toen een onderzoeksteam een jong systeem van dubbelsterren bestudeerde met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Deze geavanceerde technologie stelde de astronomen in staat om de structuur van de magnetische velden nauwkeurig in kaart te brengen.
De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het vakblad Nature Communications onder de titel "Unveiling dominant toroidal magnetic fields in a protostellar outflow". Tao-Chung Ching, de hoofdauteur van de studie en verbonden aan de National Tsing Hua University in Taiwan en het National Radio Astronomy Observatory, benadrukte de waarde van deze ontdekking. Zoals vermeld in de berichtgeving van , stelt Ching dat de ALMA-data voor het eerst de zogenaamde "onzichtbare trechter van magnetische velden" zichtbaar hebben gemaakt.
Deze detectie is van groot belang voor het begrip van de vroege levensfasen van sterren. Het bevestigt dat de interactie tussen magnetisme en gasstromen verloopt zoals theoretici hadden voorspeld. Hierdoor beschikken astronomen nu over een accurater beeld van de massaverdeling tijdens de geboorte van sterren. De waarnemingen van de sluiten hiermee de kloof tussen theoretische simulaties en de fysieke realiteit van het heelal. De data uit de vormen daarmee een fundamentele bouwsteen voor toekomstig onderzoek naar stellaire evolutie.