Спиралните галактики са емблематична форма. Те се използват в лога на продуктите и всякакви други места. Дори живеем в едно. И въпреки че може да изглежда някак очевидно как те придобиват формата си чрез завъртане, това не е така.
Учените все още са озадачени от спирални галактики и как те придобиват формата си с елегантни ръце, пълни със звезди. Астрономите, които работят със СОФИЯ, Стратосферната обсерватория за инфрачервена астрономия, изучават каква роля играят магнитните полета, наблюдавайки спираловидни галактики, различни от нашата собствена. Наскоро учените от СОФИЯ наблюдават галактиката М77, известна още като NGC 1068, и представят резултатите си в ново проучване.
Новото проучване е озаглавено „SOFIA / HAWC + проследява магнитните полета в NGC 1068“ и ще бъде публикувано в Astrophysical Journal. Водещ автор е Енрике Лопес-Родригес, учен от Асоциацията за космически изследвания на университети в Научния център на SOFIA в изследователския център на Еймс на НАСА.
"Магнитните полета са невидими, но те могат да повлияят на еволюцията на галактика", казва Лопес-Родригес в съобщение за печата. „Ние имаме доста добро разбиране как гравитацията влияе на галактическите структури, но едва сега започваме да научаваме ролята, която играят магнитните полета.“
M77 е спирална галактика на около 47 милиона светлинни години. Това е спирална галактика с преграда, въпреки че лентата не може да се види при видима светлина. Тя има активно галактическо ядро, което също не се вижда във видима светлина, и е домакин на супермасивна черна дупка (SMBH), която е два пъти по-масивна от Sgr A *, SMBH в центъра на Млечния път. M77 е по-голям от Млечния път: той е в радиус около 85 000 светлинни години, а Млечният път е около 53 000. M77 има около 300 милиарда звезди, докато Млечният път има между 250 и 400 милиарда.
М 77 е най-близката спирална галактика с голям дизайн с едно ярко активно ядро на галактиката (AGN) и светещ циркулярно звездно изстрелване.
Спиралните рамена на M 77 са пълни с области на интензивно образуване на звезди, наречени звездни изблици. Линиите на невидимото магнитно поле плътно следват спиралните рамена, въпреки че очите ни не могат да ги видят. Но СОФИЯ може и тяхното съществуване подкрепя широко разпространена теория, която обяснява как тези оръжия получават своята форма. Нарича се „теория на вълновата плътност“.
Преди теорията за вълновата плътност да бъде разработена в средата на 60-те, имаше проблеми с обяснението на спиралните рамена в галактика. Според „проблема с криволиченето“ спиралните рамена биха изчезнали само след няколко орбити и биха били неразличими от останалата част от галактиката.
Ето едно бързо видео, което показва проблема с намотката.
Теорията на вълната за плътност казва, че самите оръжия са отделни от звездите и газовете и праха, които пътуват през вълните на плътността. Ръцете са видимата част от самите вълни на плътността, а звездите се движат във и извън вълните. Така че оръжията не са постоянни конструкции, изработени от звезди, въпреки че така изглежда.
Ето кратко видео, показващо как вълните с плътност създават спирални рамена в галактики.
Наблюденията на СОФИЯ показват, че линиите на магнитното поле се простират по цялата дължина на ръцете, на разстояние от 24 000 светлинни години. Според изследването гравитационните сили, които са помогнали да се създаде спиралната форма на галактиката, компресират магнитните полета, което поддържа теорията за вълновата плътност.
„Това е първият път, когато виждаме магнитни полета, подравнени в толкова големи мащаби, с настоящото раждане на звездата в спиралните рамена“, каза Лопес-Родрикес. „Винаги е вълнуващо да имаме наблюдателни доказателства, които подкрепят теориите.“
Линиите на магнитното поле в галактиките са много трудни за наблюдение и най-новият инструмент на SOFIA го прави възможно. Нарича се HAWC + или широколентова камера с висока разделителна способност-Plus. HAWC + работи в далечната инфрачервена връзка за наблюдение на прахови зърна, които са подравнени перпендикулярно на линиите на магнитното поле в M77. Това позволява на астрономите да извеждат формата и посоката на основното магнитно поле.
Има много потенциални смущения в M 77, като разсеяна видима светлина и радиация от високоенергийни частици, но далечната инфрачервена връзка не се влияе от тях. Способността на SOFIA да вижда в дължината на вълната 89 микрона позволява да вижда ясно праховите зърна. HAWC + също е поляриметър за изображения, устройство, което измерва и интерпретира поляризирана електромагнитна енергия.
Това проучване се занимава само с една спирала на рамото на спиралата, така че има още работа. Не е ясно как линиите на магнитното поле могат да играят роля в структурата на други галактики, включително нерегламенти. Но изглежда, че този екип е разработил метод за изучаване на тези галактики.
Както се казва в заключението на доклада им, „Резултатите, представени тук, заедно с нашите предишни проучвания на M 82 и NGC 253 (Jones et al. 2019), дават доказателства, че FIR (Far-Infrared) поляриметрия може да бъде ценен инструмент за изучаване на структурата на магнитното поле във външни галактики, особено в региони с голяма оптична дълбочина. "
Повече ▼:
- Прессъобщение: Как да оформяме спирална галактика
- Документ за изследване: SOFIA / HAWC + проследява магнитните полета в NGC 1068
- HAWC +
- Космическо списание: Messier 77 - спиралната галактика на Cetus A
