A spirális galaxisok kétségtelenül az univerzum egyik legszebb szerkezete. Az egyik modell szerint a spirálszerkezetet spirális sűrűséghullámok hozzák létre. Egy másik esetben az árapály kölcsönhatások indukálják őket. Ezt a megközelítést vizsgálják Dobbs és társai újabb tanulmányában, amelyet elfogadtak a Királyi Csillagászati Társaság havi értesítéseiben való közzétételre. Konkrétabban, a szerzők megpróbálták az árapály erők modellezését felhasználni az spirálkarok szerkezetének újjáépítésére az M51 nagy tervezési spirálon.
Az interakció modellezéséhez egy egyszerű galaxis modelljével kezdték el, amelynek tömegeloszlása (lemezre, dudorra és haloba tört) és hasonló az M51-hez. Kezdeti galaxisuk kezdetben nem volt spirális szerkezetű, de „a csillagok gravitációs instabilitása [Megjegyzés: ellentétben a galaktikus gázzal. Nem az egyes csillagokban.] Létrehoz egy többkaros és foltos spirálszerkezetet (flokkuláris spirálként ismert). Ezt a pelyhes természetét először Toomre 1964-ben írta előre, és azóta számos alkalommal szimulálták. Dobbs csapata ezután bevezetett egy pontforrást, amely a kisebb galaxist (NGC 5195) ábrázolja a Theis és a Spinneker korábbi szimulációiból származtatott orbitális paraméterek mentén 2003-ban.
Az első 60 millió évben a jelentős új szerkezet nem volt bizonyíték. A lemez némi zavart mutatott a közeledő társ miatt, de új spirálszerkezet nem merült fel. A szimuláció kezdetétől számított 120 millió évvel azonban a társhoz legközelebbi galaxis oldalán lévő spirálkar utalások formálódnak, és 180 millió év elteltével két kifejezett „nagyszerű” spirálkar uralja a galaxis arcát , több mint 15 000 fényév átmérőjű.
De a karok túl jók voltak ahhoz, hogy tartsák. 240 millió évre a fegyverek mindössze 6500 fényévre nyúlnak, mivel a társ gravitációs erői úgy tűnik, hogy a galaxis gázát pásztorolják, miközben körüli pályán húzódik. 300 millió évvel a spirálkarok ismét növekedtek, és a pár figyelemre méltóan hasonló az M51 / NGC 5195 rendszer jelenlegi állapotához.
A szerzők számos olyan jellemzőt említenek, amelyek szimulációjuk közös a megfigyelt galaxissal. Azon az oldalon, ahol a társ először megközelítette a galaxist, az egyik karban egy „törést” észlelnek (a képen balra A jelöléssel látják el). Egy másik hasonlóság az egyik spirálkar osztása, bár a pontos pozicionálás megismétlődik (B jelölés).
A szerzők egy másik összehasonlítást végeztek a különböző karminták (1 kar, 2 kar, 3 kar stb.) Erősségeivel (vagy amplitúdójával) az idő múlásával. Megállapították, hogy a két fegyveres minta volt a legelterjedtebb, ám a mechanikusok alapján meghatározták, hogy vannak olyan magasabb fegyveres szerkezetek, amelyek soha nem tartották teljesen magukat. Ezek a magasabb fegyveres minták azonban jöttek Bezárás a két kar spiráljának erősségére. A szerzők megjegyzik, hogy ez összhangban áll egy másik csoport, az M51-et tanulmányozó megfigyelési eredményekkel egy olyan munkában, amelyet még nem készítettek elő a közzétételre.
Vannak azonban különbségek is. A szimulált M51-ből kinyúló gázvezeték, amely a tényleges megfigyelésekben nincs analóg (C jelöléssel). A tényleges megfigyelések nagy gázmennyiségeket mutatnak a társgalaxis előtt, amelyek ugyanolyan mértékben nem jelennek meg a szimulációban (D jelölés). Végül, a valódi megfigyelések azt mutatják, hogy az M51 karjai észrevehetően ellapultak a társhoz legközelebb. Ezek megint nem jelennek meg a szimulációban. A szerzők szerint az eltérések oka lehet az NGC 5195 mint pontforrás túl egyszerűsített modellezése egy kiterjesztett test helyett, vagy a kezdeti paraméterek kis eltérése a tényleges rendszerhez viszonyítva.
Ezekkel a különbségekkel is a szerzők azt sugallják, hogy az interakció modellezése azt mutatja, hogy a spirális szerkezet - legalábbis ebben az esetben - valószínűleg az NGC 5195 által az M51-en áradás-kölcsönhatás eredménye. nem a tettes, mivel más tanulmányok nem tudták meghatározni a galaxis konzisztens „mintasebességét” (a mintázatsebesség az a szögsebesség, amelyen a karok forognak, ha koherens struktúrának tekintik). Ehelyett a megfigyelések azt mutatták, hogy a karoknak különböző mintázat-sebességgel kell rendelkezniük, különböző sugarakon.
Bár munkájuk nem utal erre minden A spirálszerkezetet az árapály kölcsönhatásai alakítják ki a társakkal, ez a munka erősen indokolja annak lehetőségét, hogy sok olyan galaxisban létezzenek, ahol ilyen társak lennének, és konkrétan az M51. Ezenkívül a szimulációk azt is felfedik, hogy ezek az árapály által kiváltott karok átmeneti jelenség. Mivel nincs rögzített sebességük, akkor akarat lassan felszárad, és az interakció előrehaladtával a galaxisok tovább torzulnak, és végül összeolvadnak.
(Köszönet Claire Dobbs-nek a képek papírból történő reprodukciójának engedélyezéséért, valamint néhány pont magyarázatáért.)
