Спіральні галактики - знакова форма. Вони використовуються в логотипах продуктів і всіляких інших місцях. Ми навіть живемо в одному. І хоча це може здатися очевидним, як вони набувають свою форму, обертаючись, це не так.
Вчені досі спантеличені спіральними галактиками, і як вони набувають своєї форми, з витонченими руками, повними зірок. Астрономи, що працюють з СОФІєю, Стратосферною обсерваторією інфрачервоної астрономії, вивчають, яку роль відіграють магнітні поля, спостерігаючи за спіральними галактиками, крім наших власних. Нещодавно вчені SOFIA спостерігали за галактикою M77, також відомою як NGC 1068, і представляли свої результати в новому дослідженні.
Нове дослідження має назву “SOFIA / HAWC + простежує магнітні поля в NGC 1068” і буде опубліковане в Astrophysical Journal. Головний автор - Енріке Лопес-Родрігес, вчений Асоціації космічних досліджень університетів Наукового центру SOFIA Науково-дослідного центру Еймса НАСА.
"Магнітні поля невидимі, але вони можуть впливати на еволюцію галактики", - заявив Лопес-Родрігес у прес-релізі. "Ми досить добре розуміємо, як гравітація впливає на галактичні структури, але ми лише починаємо вивчати роль, яку відіграють магнітні поля".
М77 - спіральна галактика, яка проходить приблизно за 47 мільйонів світлових років. Це спіральна галактика із забороненою системою, навіть якщо смугу не можна бачити у видимому світлі. У нього є активне галактичне ядро, яке також не видно у видимому світлі, і воно містить супермасивну чорну діру (SMBH), яка вдвічі більша за Sgr A *, SMBH в центрі Чумацького Шляху. М77 більший за Чумацький Шлях: він має радіус близько 85 000 світлових років, а Чумацький Шлях - близько 53 000. M77 має близько 300 мільярдів зірок, тоді як Чумацький Шлях - від 250 до 400 мільярдів.
M 77 - найближча спіральна галактика грандіозного дизайну як із яскравим активним галактичним ядром (AGN), так і зі світлим кругосним яром.
Спіральні рукоятки M 77 сповнені областей інтенсивного утворення зірок, званих зірковими вибухами. Невидимі лінії магнітного поля уважно стежать за спіральними руками, хоча наші очі їх не бачать. Але СОФІЯ може, і їх існування підтримує широко поширену теорію, яка пояснює, як ці зброї набувають своєї форми. Це називається "теорія хвильової щільності".
До того, як теорія хвильових хвиль була розроблена в середині 1960-х, існували проблеми з поясненням спіральних рукавів у галактиці. Згідно з "проблемою намотування", спіральна зброя зникла б лише через декілька орбіт і не відрізнялася від решти галактики.
Ось короткий відеоролик, який показує проблему намотування.
Теорія хвиль густини говорить, що самі зброї відокремлені від зірок і газу та пилу, які рухаються по хвилях щільності. Руки - це видима частина самих хвиль щільності, а зірки рухаються всередину хвиль і виходять з них. Таким чином, озброєння - це не постійні споруди з зірок, хоча саме так виглядає.
Ось коротке відео, що показує, як хвилі щільності створюють спіральні руки в галактиках.
Спостереження SOFIA показують, що лінії магнітного поля розтягуються на всьому протязі рук, на відстань 24 000 світлових років. Згідно з дослідженням, гравітаційні сили, які допомогли створити спіральну форму галактики, стискають магнітні поля, що підтримує теорію хвилі щільності.
"Це перший раз, коли ми бачили магнітні поля, вирівняні на таких великих масштабах з поточним народженням зірок у спіральних руках", - сказала Лопес-Родрікес. "Завжди цікаво мати спостережливі докази, які підтримують теорії".
Лінії магнітного поля в галактиках дуже важко спостерігати, а найновіший інструмент SOFIA робить це можливим. Він називається HAWC + або широкосмуговою широкосмуговою камерою із високою роздільною здатністю-Plus. HAWC + працює в дальньому інфрачервоному просторі для спостереження за зернами пилу, які розташовані перпендикулярно лінії магнітного поля в M77. Це дозволяє астрономам визначити форму та напрямок основного магнітного поля.
У M 77 існує багато потенційних втручань, таких як розсіяне видиме світло і випромінювання від високоенергетичних частинок, але далеко інфрачервоне не впливає на них. Здатність SOFIA бачити на довжині хвилі 89 мкм дозволяє чітко бачити пилові зерна. HAWC + - це також зображувальний поляриметр, прилад, який вимірює та інтерпретує поляризовану електромагнітну енергію.
У цьому дослідженні йдеться лише про одну спіральну плечову галактику, тож потрібно ще зробити роботу. Незрозуміло, як лінії магнітного поля можуть грати роль у структурі інших галактик, включаючи нерегулярні. Але схоже, що ця команда розробила метод вивчення цих галактик.
Як говориться у висновку своєї праці, «Результати, представлені тут, разом з нашими попередніми дослідженнями M 82 та NGC 253 (Jones et al. 2019), свідчать про те, що поляриметрія FIR (далеко інфрачервона) може бути цінним інструментом для вивчення структури магнітного поля у зовнішніх галактиках, особливо в регіонах з високою оптичною глибиною. "
Більше:
- Прес-реліз: Як формувати спіральну галактику
- Дослідження: SOFIA / HAWC + простежує магнітні поля в NGC 1068
- HAWC +
- Космічний журнал: Messier 77 - спіральна галактика Cetus A із забороненою спіраллю
