Як галактика Чумацький Шлях отримала свою спіральну форму?

Вчених давно бентежило питання щодо того, як наша галактика Чумацький Шлях отримала таку елегантну спіральну форму з довгими рукавами.

Асоціація космічних досліджень університетів оголосила, що нові спостереження за іншою галактикою проливають світло на те, як спіралеподібні галактики, як і наша власна, набувають свою знакову форму, розповідає видання Phys.org.

Згідно з дослідженнями Стратосферної обсерваторії інфрачервоної астрономії (SOFIA), у формуванні цих галактик важливу роль відіграють магнітні поля. «Магнітні поля невидимі, але вони можуть впливати на еволюцію галактики», - відмітив доктор Енріке Лопес-Родрігес, науковий співробітник Асоціації космічних досліджень університетів при Науковому центрі SOFIA Дослідницького центра Еймса NASA в Каліфорнійській Кремнієвій долині. «Ми досить добре розуміємо, як гравітація впливає на галактичні структури, але ми тільки починаємо вивчати роль, яку відіграють магнітні поля», - додав він.

Магнітні поля в спіральній галактиці вирівняні за спіральними рукавами по всій галактиці - понад 24 тисяч світлових років у поперек. Вирівнювання магнітного поля з утворенням зірки означає, що гравітаційні сили, які створили спіральну форму галактики, також стискають магнітне поле. Вирівнювання підтримує провідну теорію про те, як рукава набувають спіральної форми, відому як «теорія хвиль щільності».

Вчені виміряли магнітні поля вздовж спіральних рукавів галактики під назвою NGC 1068, або M77. Поля показані у вигляді потоків, які слідують близько до кружляючих рукавів.

Галактика М77 знаходиться в сузір’ї Кетус за 47 мільйонів світлових років від нас. У її центрі є надмасивна активна чорна діра, яка вдвічі масивніша, ніж чорна діра в основі нашої галактики Чумацький Шлях. Кружляючі рукава заповнені пилом, газом та ділянками інтенсивного зіркоутворення.

Інфрачервоні спостереження SOFIA розкривають те, що не можуть побачити людські очі: магнітні поля, які слідують близько до спіральних рукавів, наповнених новонародженими зірками. В «теорії хвиль щільності» - провідній теорії, яка пояснює набуття рукавами своєї знакової форми, і яка підтримується цими спостереженнями, - йдеться про те, що пил, газ та зірки на рукавах не закріплені на місці, як лопатки на вентиляторі. Натомість, матеріал рухається вздовж рукавів, коли гравітація стискає його, подібно предметам на конвеєрній стрічці.

Вирівнювання магнітного поля простягається на всю довжину масивних рукавів - приблизно 24 000 світлових років у попереку. Це означає, що гравітаційні сили, які створили спіральну форму галактики, також стискають її магнітне поле, що підтримує теорію хвиль щільності. Результати дослідження були опубліковані в Astrophysical Journal.

«Це вперше, коли ми побачили магнітні поля, вирівняні в таких великих масштабах разом із зірконародженням в спіральних руках, - каже Лопес-Родрікес. - Завжди захоплююче мати такі спостережливі докази, як ось це від SOFIA, які підтримують теорії.»

Як відомо, магнітні поля в космосі важко спостерігати. Найновіший інструмент SOFIA, Бортова широкосмугова камер з високою роздільною здатністю-плюс, або HAWC+, використовує дальне інфрачервоне світло для спостереження за небесними зернами пилу, які вирівнюються перпендикулярно лініям магнітного поля. З цих результатів астрономи можуть визначити форму і напрямок інакше невидимого магнітного поля. Далеке інфрачервоне світло надає ключову інформацію про магнітні поля, оскільки сигнал не забруднений випромінюванням від інших механізмів, таких як розсіяне видиме світло і випромінювання від високоенергетичних частинок. Здатність SOFIA вивчати галактику за допомогою дальнього інфрачервоного світла, зокрема на довжині хвилі 89 мікрометрів, виявила раніше невідомі грані її магнітних полів.

Необхідні подальші спостереження, подібні SOFIA, щоби зрозуміти, як магнітні поля впливають на формування та еволюцію інших типів галактик, таких як галактики неправильної форми.

Читайте ще цікаві новини про космос.