Как наша галактика Млечный Путь приобрела свою спиральную форму
AstroNews.ru - 15 Декабря 2019 12:32:11
Вопрос, который долго озадачивал ученых, заключается в том, как наша галактика Млечный Путь, которая имеет элегантную спиральную форму с длинными рукавами, приняла эту форму.
Ассоциация университетов космических исследований объявила, что новые наблюдения другой галактики проливают свет на то, как спиралевидные галактики, подобные нашей, получают свою культовую форму.
Согласно исследованиям стратосферной обсерватории по инфракрасной астрономии (SOFIA), магнитные поля играют важную роль в формировании этих галактик. «Магнитные поля невидимы, но они могут влиять на эволюцию галактики», - сказал доктор Энрике Лопес-Родригес, ученый из Ассоциации университетов космических исследований в Научном центре SOFIA в центре Эймса НАСА в Силиконовой долине Калифорнии. «У нас довольно хорошее понимание того, как гравитация влияет на галактические структуры, но мы только начинаем понимать, какую роль играют магнитные поля».
Магнитные поля в спиральной галактике выровнены со спиральными рукавами по всей галактике - более 24 000 световых лет в поперечнике. Выравнивание магнитного поля с образованием звезд означает, что гравитационные силы, которые создали спиральную форму галактики, также сжимают и магнитное поле. Выравнивание поддерживает главную теорию о том, как рукава галактики приобретают форму спирали, известную как «теория волн плотности».
Ученые измерили магнитные поля вдоль спиральных рукавов галактики, которая называется NGC 1068 или M77. Поля показаны в виде линий тока, которые близко следуют за кружащимися рукавами.
Галактика M77 расположена в 47 миллионов световых лет от Земли в созвездии Кит. В его центре находится сверхмассивная черная дыра, которая в два раза массивнее черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. Вихревые рукава заполнены пылью, газом и участками интенсивного звездообразования.
Инфракрасные наблюдения SOFIA показывают, что человеческие глаза не могут видеть магнитные поля, которые близко следуют за спиральными рукавами, заполненными новорожденными звездами. Это подтверждает ведущую теорию о том, как эти рукава приобретают форму, известную как «теория волн плотности». В ней говорится, что пыль, газ и звезды в рукавах не фиксируются на месте, как лопасти вентилятора. Вместо этого материал движется вдоль плеч, когда сила тяжести сжимает их, подобно предметам на конвейерной ленте.
Выравнивание магнитного поля распространяется по всей длине массивного плеча - примерно 24 000 световых лет в поперечнике. Это подразумевает, что гравитационные силы, которые создали спиральную форму галактики, также сжимают ее магнитное поле, поддерживая теорию. Результаты опубликованы в Astrophysical Journal.
«Это первый раз, когда мы видим магнитные поля, выровненные в таких больших масштабах с текущим рождением звезды в спиральных рукавах», - сказал Лопес-Родрикес. «Всегда приятно получать данные наблюдений от SOFIA, которые поддерживают новые теории».
Магнитные поля, как известно, трудно наблюдать. В новейшем приборе SOFIA , широкоугольной воздушной камере высокого разрешения-плюс или HAWC +, используется дальний инфракрасный свет для наблюдения частиц небесной пыли, которые ориентированы перпендикулярно линиям магнитного поля. Из этих результатов астрономы могут определить форму и направление невидимого магнитного поля. Дальний инфракрасный свет обеспечивает ключевую информацию о магнитных полях, потому что сигнал не загрязнен излучением от других механизмов, таких как рассеянный видимый свет и излучение частиц высокой энергии. Способность SOFIA изучать галактику с помощью дальнего инфракрасного света, особенно на длине волны 89 микрон, обнаружила неизвестные ранее грани ее магнитных полей.
Необходимы дальнейшие наблюдения, подобные данным SOFIA, чтобы понять, как магнитные поля влияют на формирование и эволюцию других типов галактик, таких как галактики неправильной формы.