Спирт помог астрофизикам разобраться в магнитных полях

Ученые построили новую теоретическую модель свойств молекулы метанола — простейшего органического вещества из класса спиртов. В результате удалось определить магнитные характеристики этого вещества, что позволит измерять магнитные поля в областях звездообразования, а также точнее определить отношение масс протона и электрона. Статья с результатами опубликована в журнале Nature Astronomy.

За последние десятки лет в космосе было обнаружено множество разнообразных молекул, в том числе достаточно сложных. Наблюдая линии излучения таких соединений, которые зачастую находятся в длинноволновой части электромагнитного спектра, астрофизики могут восстановить температуру, плотность, давление и скорость движения частиц в межзвездной среде, даже в плотных областях звездообразования, недоступных наблюдению в оптическом диапазоне. Однако есть еще один фундаментальный параметр, который измерять намного сложнее, — магнитное поле.

«Магнитное поле играет важную роль в процессе рождения больших и массивных звезд, однако детали этого влияния остаются предметом обсуждений, — поясняет ведущий автор работы Бой Ланкарр из Технического университета Чалмерса в Швеции. — Поэтому нам нужен способ измерить магнитные поля, а это действительно сложно. Теперь, благодаря нашим вычислениям, мы наконец-то показали, как это сделать при помощи метанола».

Использовать метанол для измерения магнитного поля ученые предложили еще много лет назад — он как раз находится в самых центрах газовых облаков, где формируются протозвезды. В таком окружении оказываются подходящие условия для образования мазеров — квантовых генераторов на молекулах, светящихся в микроволновом диапазоне. Однако, несмотря на относительную простоту метанола, подробная теория его взаимодействия с магнитным полем оказалась очень сложна. В новой работе удалось создать теорию, которая объяснила несоответствия старой модели с лабораторными измерениями.