Spiraalgalaktikad on ikooniline vorm. Neid kasutatakse toodete logos ja igasugu muudes kohtades. Me elame isegi ühes. Ja kuigi võib tunduda ilmselge, kuidas nad pöörledes oma kuju saavad, pole see nii.
Teadlased on endiselt hämmingus spiraalgalaktikatest ja sellest, kuidas nad oma kuju saavad, tähega varustatud elegantsete kätega. Infrapuna-astronoomia Stratosfääri vaatluskeskusega SOFIA töötavad astronoomid uurivad, millist rolli mängivad magnetväljad, jälgides spiraalgalaktikaid, mis pole meie oma. Hiljuti vaatasid SOFIA teadlased M77 galaktikat, tuntud ka kui NGC 1068, ja tutvustasid nende tulemusi uues uuringus.
Uus uuring kannab pealkirja “SOFIA / HAWC + jälgib NGC 1068 magnetvälju” ja avaldatakse ajakirjas Astrophysical Journal. Saate autor on Enrique Lopez-Rodriguez, NASA Amesi teaduskeskuse teadusuuringute keskuse SOFIA teadlaste ülikoolide kosmoseuuringute ühing.
“Magnetväljad on nähtamatud, kuid need võivad mõjutada galaktika evolutsiooni,” ütles Lopez-Rodriguez pressiteates. "Meil on üsna hea arusaam sellest, kuidas gravitatsioon mõjutab galaktilisi struktuure, kuid alles hakkame õppima, millist rolli mängivad magnetväljad."
M77 on spiraalgalaktika, mis asub umbes 47 miljoni valgusaasta kaugusel. See on piiratud spiraalgalaktika, ehkki riba ei saa nähtava valguse käes näha. Sellel on aktiivne galaktiline tuum, mida ka nähtava valguse korral ei näe, ja selles asub supermassiivne must auk (SMBH), mis on kaks korda massiivsem kui Sgr A *, Linnutee keskel asuv SMBH. M77 on suurem kui Linnutee: see on umbes 85 000 valgusaasta raadiuses ja Linnutee on umbes 53 000. M77-l on umbes 300 miljardit tähte, Linnuteel aga 250–400 miljardit.
M 77 on lähim suurejooneline spiraalgalaktika, millel on nii särav aktiivne galaktiline tuum (AGN) kui ka helendav ringtuumaga tähepurse.
M 77 spiraalvarred on täis intensiivse tähe moodustumise alasid, mida nimetatakse tähepurustusteks. Nähtamatud magnetvälja jooned järgivad spiraalivarsi täpselt, ehkki meie silmad ei näe neid. Kuid SOFIA saab ja nende olemasolu toetab laialt levinud teooriat, mis selgitab, kuidas need relvad oma kuju saavad. Seda nimetatakse tiheduslaine teooriaks.
Enne tiheduslaine teooria väljatöötamist 1960ndate keskel oli galaktikas spiraalharude selgitamisega probleeme. "Mähiseprobleemi" kohaselt kaoksid spiraalvarred vaid mõne orbiidi järel ja oleksid ülejäänud galaktikast eristamatud.
Siin on kiire video, mis näitab mähise probleemi.
Tiheduslaine teooria ütleb, et relvad on eraldi tähtedest ning läbi tiheduslainete liikuvast gaasist ja tolmust. Käed on ise tiheduslainete nähtav osa ja tähed liiguvad lainetest sisse ja välja. Nii et relvad ei ole tähtedest valmistatud püsistruktuurid, isegi kui see välja näeb.
Siin on lühike video, mis näitab, kuidas tiheduslained loovad galaktikates spiraalseid relvi.
SOFIA vaatlused näitavad, et magnetvälja jooned ulatuvad kogu käe ulatuses, kaugus 24 000 valgusaastat. Uuringu kohaselt tihendavad gravitatsioonijõud, mis aitasid luua galaktika spiraalkuju, magnetvälju, mis toetab tiheduslaine teooriat.
"See on esimene kord, kui oleme näinud nii suurte skaalade järgi joondatud magnetvälju spiraalvarrastes tähe sündimisega," ütles Lopez-Rodriquez. "Teooriate toetamiseks on alati põnev saada vaatluslikke tõendeid."
Galaktikates esinevaid magnetvälja jooni on väga raske jälgida ja SOFIA uusim instrument võimaldab seda teha. Selle nimi on HAWC + ehk kõrgresolutsiooniga õhus lairibakaamera-Plus. HAWC + jälgib infrapunakiirguses tolmuterasid, mis on joondatud risti M77 magnetvälja joontega. See võimaldab astronoomidel tuletada aluseks oleva magnetvälja kuju ja suunda.
M 77-s on palju potentsiaalseid häireid, näiteks hajutatud nähtav valgus ja kõrge energiaga osakeste kiirgus, kuid kaug-infrapuna neid ei mõjuta. SOFIA võime näha 89 mikroni lainepikkuses võimaldab tolmu terakesi selgelt näha. HAWC + on ka kujutise polarimeeter, seade, mis mõõdab ja tõlgendab polariseeritud elektromagnetilist energiat.
Selles uuringus käsitletakse ainult ühte spiraalharugalaktikat, seega on vaja veel ära teha. On ebaselge, kuidas võivad magnetvälja joontel olla roll teiste galaktikate, sealhulgas ebakorrapäraste struktuuris. Kuid tundub, et see meeskond on välja töötanud meetodi nende galaktikate uurimiseks.
Nagu nad oma töö kokkuvõttes ütlevad: „Siin esitatud tulemused koos meie varasemate uuringutega M 82 ja NGC 253 kohta (Jones jt 2019) tõendavad, et FIR (Far-Infrared) polarimeetria võib olla väärtuslik tööriist magnetvälja struktuuri uurimiseks välistes galaktikates, eriti suure optilise sügavusega piirkondades. ”
Veel:
- Pressiteade: kuidas kujundada spiraalset galaktikat
- Uurimistöö: SOFIA / HAWC + jälgib NGC 1068 magnetvälju
- HAWC +
- Kosmoseajakiri: Messier 77 - spiraalgalaktika Cetus A
