A spirális galaxisok ikonikus forma. Használják őket a terméklogókban és minden más helyben. Még egyben is élünk. És bár valószínűleg nyilvánvalónak tűnik, hogyan kapják meg alakjukat forgatással, nem ez a helyzet.
A tudósokat továbbra is zavarba ejtik a spirálgalaxisok és az, hogy miként alakulnak ki formájuk, csillagokkal teli elegáns karokkal. A SOFIA-val (az Infravörös Csillagászat Stratoszférikus Megfigyelőközpontjával) dolgozó csillagászok azt vizsgálják, hogy milyen szerepet játszanak a mágneses mezők a spirituális galaxisok megfigyelésén kívül, mint a sajátunk. A közelmúltban a SOFIA tudósai megfigyelték az M77 galaxist, más néven NGC 1068 néven ismerték meg eredményeiket egy új tanulmányban.
Az új tanulmány „SOFIA / HAWC + nyomon követi a mágneses tereket az NGC 1068-ban” című cikket fogja közzétenni az Astrophysical Journal-ban. A fő szerző Enrique Lopez-Rodriguez, a NASA Ames Kutatóközpontjának a SOFIA Tudományos Központ Egyetemi Űrkutatási Egyesületének tudósa.
"A mágneses mezők láthatatlanok, de befolyásolhatják a galaxis fejlődését" - mondta Lopez-Rodriguez a sajtóközleményben. "Nagyon jól megértjük, hogy a gravitáció hogyan befolyásolja a galaktikus szerkezeteket, de csak most kezdjük el megtanulni a mágneses mezők szerepét."
Az M77 spirális galaxis körülbelül 47 millió fényévnyire van. Ez egy elhagyott spirális galaxis, annak ellenére, hogy a sáv nem látható fényben. Aktív galaktikus maggal rendelkezik, amely szintén nem látható fényben, és egy szupermasszív fekete lyukkal (SMBH) rendelkezik, amely kétszer olyan masszív, mint az Sgr A *, az Tejút közepén lévő SMBH. Az M77 nagyobb, mint a Tejút: körülbelül 85 000 fényév sugarú, és a Tejút körülbelül 53 000. Az M77 körülbelül 300 milliárd csillagot tartalmaz, míg a Tejút 250 és 400 milliárd között van.
Az M 77 a legközelebbi nagy méretű spirális galaxis, amely mind fényes aktív galaktikus maggal (AGN), mind fényes körgyűrűs csillagszórással rendelkezik.
Az M 77 spirális karjai tele vannak intenzív csillagképződésnek nevezett csillagbordákkal. A láthatatlan mágneses mező vonalai szorosan követik a spirális karokat, bár a szemünk nem látja őket. De a SOFIA képes és létezésük támogatja egy széles körben elterjedt elméletet, amely elmagyarázza, hogy ezek a fegyverek miként alakulnak ki. Ezt sűrűséghullám-elméletnek hívják.
Mielőtt a sűrűséghullám-elméletet az 1960-as évek közepén kifejlesztették, voltak problémák a spirálkarok magyarázatával a galaxisban. A „kanyargós probléma” szerint a spirálkarok csak néhány pálya után eltűnnek, és megkülönböztethetetlenek a galaxis többi részétől.
Itt egy gyors videó, amely bemutatja a kanyargós problémát.
A sűrűséghullám-elmélet szerint maguk a fegyverek külön vannak a csillagoktól, valamint a sűrűséghullámokon áthaladó gáztól és portól. A karok maguk a sűrűséghullámok látható részei, és a csillagok be- és kimennek a hullámokból. Tehát a karok nem állandó csillagokból épített szerkezetek, annak ellenére is, hogy néz ki.
Itt található egy rövid videó, amely bemutatja, hogy a sűrűséghullámok miként hoznak létre spirális karokat a galaxisokban.
A SOFIA megfigyelései azt mutatják, hogy a mágneses mező vonalai egészen a karokig nyúlnak, 24 000 fényév távolságban. A tanulmány szerint azok a gravitációs erők, amelyek elősegítették a galaxis spirális alakjának megteremtését, a mágneses tereket tömörítik, ami alátámasztja a sűrűséghullám elméletet.
"Ez az első alkalom, amikor olyan nagy léptékű mágneses tereket igazítunk a csillag jelenlegi születésével a spirális karokban" - mondta Lopez-Rodriquez. "Mindig izgalmas, ha megfigyelő bizonyítékokkal rendelkezünk, amelyek támogatják az elméleteket."
A mágneses mező vonalait a galaxisokban nagyon nehéz megfigyelni, és a SOFIA legújabb műszere lehetővé teszi. Úgy hívják, hogy HAWC +, vagy a nagy felbontású, levegőben lévő szélessávú kamera-Plus. A HAWC + a távoli infravörös vonalon figyeli a porszemcséket, amelyek merőlegesen vannak beállítva az M77 mágneses mező vonalaihoz. Ez lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy levezetjék a mögöttes mágneses mező alakját és irányát.
Az M 77-ben sokféle lehetséges interferencia, például szétszórt látható fény és nagy energiájú részecskék által kibocsátott sugárzás, de a távoli infravörös rádiót nem befolyásolja. A SOFIA 89 mikron hullámhosszúságú képessége lehetővé teszi a por szemcséinek egyértelmű látását. A HAWC + egy képalkotó polariméter is, amely a polarizált elektromágneses energiát méri és értelmezi.
Ez a tanulmány csak egyetlen spirálkaros galaxisról szól, tehát még sok tennivaló van. Nem világos, hogy a mágneses mező vonalai milyen szerepet játszhatnak más galaxisok szerkezetében, beleértve a szabálytalannágokat is. De úgy tűnik, hogy ez a csapat kifejlesztett egy módszert ezen galaxisok tanulmányozására.
Amint azt papírjuk befejezésében mondják: „Az itt bemutatott eredmények, valamint az M 82 és NGC 253 korábbi tanulmányaink (Jones et al., 2019) bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a FIR (Far-Infrared) polarimetria értékes eszköz lehet külső galaxisok mágneses mező szerkezetének tanulmányozására, különösen a nagy optikai mélységű területeken. ”
Több:
- Sajtóközlemény: Hogyan alakítsuk ki a spirális galaxist?
- Kutatási cikk: A SOFIA / HAWC + nyomon követi az NGC 1068 mágneses tereit
- HAWC +
- Űrmagazin: Messier 77 - a Cetus A elhajolt spirálgalaxia
