Špirálové galaxie sú ikonickou formou. Používajú sa v logách produktov a na rôznych miestach. Žijeme dokonca v jednom. A aj keď sa to môže javiť ako celkom zrejmé, ako sa točí ich rotáciou, to tak nie je.
Vedci sú stále zmätení špirálovými galaxiami a tým, ako získajú svoju formu, s elegantnými ramenami plnými hviezd. Astronómovia pracujúci so SOFIA, Stratosférické observatórium pre infračervenú astronómiu, študujú, akú úlohu hrajú magnetické polia tým, že pozorujú iné špirálové galaxie ako naše. Vedci SOFIA nedávno pozorovali galaxiu M77, známu aj pod názvom NGC 1068, a výsledky prezentovali v novej štúdii.
Nová štúdia s názvom „SOFIA / HAWC + sleduje magnetické polia v NGC 1068“ a bude uverejnená v Astrofyzikálnom časopise. Hlavným autorom je Enrique Lopez-Rodriguez, vedec Asociácie pre vesmírny výskum vesmíru vo vedeckom centre SOFIA vo výskumnom centre Ames NASA.
"Magnetické polia sú neviditeľné, ale môžu ovplyvniť vývoj galaxie," uviedol Lopez-Rodriguez v tlačovej správe. "Máme celkom dobrú predstavu o tom, ako gravitácia ovplyvňuje galaktické štruktúry, ale my sa len začíname učiť, akú úlohu hrajú magnetické polia."
M77 je špirálová galaxia vzdialená asi 47 miliónov svetelných rokov. Je to špirálovitá galaxia s obmedzeným prístupom, aj keď ju nemožno vidieť vo viditeľnom svetle. Má aktívne galaktické jadro, ktoré nie je vidieť ani vo viditeľnom svetle, a je hostiteľom supermasívnej čiernej diery (SMBH), ktorá je dvakrát taká masívna ako Sgr A *, SMBH v strede Mliečnej dráhy. M77 je väčšia ako Mliečna dráha: v okruhu je asi 85 000 svetelných rokov a Mliečná dráha je asi 53 000. M77 má asi 300 miliárd hviezd, zatiaľ čo Mliečna dráha má medzi 250 miliardami a 400 miliardami.
M 77 je najbližšia špirálovitá galaxia s veľkým designom s jasným aktívnym galaktickým jadrom (AGN) a svetelným kruhovým jadrovým hviezdom.
Špirálové ramená M 77 sú plné oblastí intenzívnej tvorby hviezd nazývaných hviezdne búrky. Neviditeľné čiary magnetického poľa tesne sledujú špirálové ramená, aj keď ich naše oči nevidia. SOFIA však môže a ich existencia podporuje široko koncipovanú teóriu, ktorá vysvetľuje, ako tieto zbrane nadobúdajú svoju formu. Nazýva sa to „teória hustoty vĺn“.
Pred vývojom teórie hustotných vĺn v polovici 60. rokov existovali problémy s vysvetlením špirálových ramien v galaxii. Podľa „problému vinutia“ špirálové ramená zmiznú už po niekoľkých dráhach a budú nerozoznateľné od zvyšku galaxie.
Tu je rýchle video, ktoré ukazuje problém vinutia.
Teória hustoty vĺn hovorí, že samotné zbrane sú oddelené od hviezd a plynu a prachu, ktoré prechádzajú hustotnými vlnami. Ramená sú viditeľnou súčasťou samotných vĺn hustoty a hviezdy sa pohybujú dovnútra a von z vĺn. Ramená teda nie sú stálymi štruktúrami vyrobenými z hviezd, aj keď to tak vyzerá.
Tu je krátke video, ktoré ukazuje, ako vlny hustoty vytvárajú špirálové ramená v galaxiách.
Pozorovania SOFIA ukazujú, že čiary magnetického poľa sa rozprestierajú cez ramená, vzdialenosť 24 000 svetelných rokov. Podľa štúdie gravitačné sily, ktoré pomohli vytvoriť špirálovitý tvar galaxie, komprimujú magnetické polia, čo podporuje teóriu hustoty vĺn.
„Je to prvýkrát, čo sme videli magnetické polia zarovnané v takých veľkých mierkach so súčasným narodením hviezd v špirálových ramenách,“ povedal Lopez-Rodriquez. "Je vždy vzrušujúce mať pozorovacie dôkazy, ktoré podporujú teórie."
Čiary magnetického poľa v galaxiách je veľmi ťažké pozorovať a najnovší prístroj SOFIA to umožňuje. Hovorí sa tomu HAWC + alebo vzdušná širokopásmová kamera-Plus s vysokým rozlíšením. HAWC + pracuje v ďalekej infračervenej oblasti na pozorovanie prachových zrn, ktoré sú usporiadané kolmo na čiary magnetického poľa v M77. To umožňuje astronómom odvodiť tvar a smer základného magnetického poľa.
M 77 má veľa potenciálnych interferencií, napríklad rozptýlené viditeľné svetlo a žiarenie z vysokoenergetických častíc, ale infračervené žiarenie nimi nie je ovplyvnené. Schopnosť SOFIA vidieť na vlnovej dĺžke 89 mikrónov umožňuje zreteľne vidieť prachové zrná. HAWC + je tiež zobrazovací polarimeter, zariadenie, ktoré meria a interpretuje polarizovanú elektromagnetickú energiu.
Táto štúdia sa zaoberá iba jednou galaxiou so špirálovými ramenami, takže je potrebné urobiť viac. Nie je jasné, ako môžu magnetické siločiary hrať úlohu v štruktúre iných galaxií, vrátane nepravidelných. Zdá sa však, že tento tím vyvinul metódu štúdia týchto galaxií.
Ako sa uvádza v závere svojej práce, „Výsledky, ktoré sú tu prezentované, spolu s našimi predchádzajúcimi štúdiami M 82 a NGC 253 (Jones a kol. 2019), poskytujú dôkaz, že polarizácia FIR (Far-Infrared) môže byť cenným nástrojom na štúdium štruktúry magnetického poľa vo vonkajších galaxiách, najmä v oblastiach s vysokou optickou hĺbkou. “
Viac:
- Tlačová správa: Ako tvarovať špirálovitú galaxiu
- Výskumná štúdia: SOFIA / HAWC + sleduje magnetické polia v NGC 1068
- HAWC +
- Space Magazine: Messier 77 - špirálová galaxia Cetus A Barred
