Γιατί κάποιοι γαλαξίες αποκτούν σπειροειδή μορφή;

Μια ερώτηση που εδώ και καιρό απασχολεί τους επιστήμονες είναι πως ο Γαλαξίας μας απέκτησε το κομψό σπειροειδές σχήμα του. Σίγουρα τον κύριο λόγο έπαιξε η βαρύτητα, αλλά τότε, γιατί δεν είναι όλοι οι γαλαξίες σπειροειδής; Όπως φαίνεται και άλλες αόρατες δυνάμεις που μόλις τώρα ανιχνεύονται, έχουν κάποιο ρόλο.

Το Πανεπιστήμιο Space Research Association ανακοίνωσε σήμερα 15 Δεκεμβρίου 2019 ότι οι νέες παρατηρήσεις ενός άλλου γαλαξία φωτίζουν τον τρόπο με τον οποίο οι σπειροειδείς γαλαξίες, όπως και οι δικοί μας, πήραν το μοναδικό σχήμα τους.

Σύμφωνα με έρευνα του Στρατοσφαιρικού Παρατηρητηρίου για την Υπέρυθρη Αστρονομία (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy  - SOFIA), τα μαγνητικά πεδία παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση αυτών των γαλαξιών. «Τα μαγνητικά πεδία είναι αόρατα, αλλά μπορούν να επηρεάσουν την εξέλιξη ενός γαλαξία», δήλωσε ο Δρ Enrique Lopez-Rodriguez, επιστημονικός υπεύθυνος του Πανεπιστημίου Space Research Association στο Κέντρο Επιστημών του SOFIA στο ερευνητικό κέντρο της NASA στο Silicon Valley της Καλιφόρνιας. «Έχουμε μια αρκετά καλή κατανόηση του πώς η βαρύτητα επηρεάζει τις γαλαξιακές δομές, αλλά μόλις αρχίζουμε να μαθαίνουμε το ρόλο που παίζουν τα μαγνητικά πεδία».

Τα μαγνητικά πεδία στον σπειροειδή γαλαξία ευθυγραμμίζονται με τους σπειροειδείς βραχίονες του γαλαξία. Η ευθυγράμμιση του μαγνητικού πεδίου με τις περιοχές σχηματισμού αστεριών υποδηλώνει ότι οι βαρυτικές δυνάμεις που δημιούργησαν το σπειροειδές σχήμα του γαλαξία επηρεάζουν επίσης το μαγνητικό πεδίο.

Οι επιστήμονες μέτρησαν τα μαγνητικά πεδία κατά μήκος των σπειροειδών βραχιόνων του γαλαξία που ονομάζονται NGC 1068 ή M77. Οι γραμμές ροής των μαγνητικών πεδίων εμφανίζονται να ακολουθούν στενά τους βραχίονες κατά την περιστροφή τους.

Ο γαλαξίας M77 βρίσκεται 47 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό του Κήτους. Έχει μια υπερμεγέθη ενεργή μαύρη τρύπα στο κέντρο του, η οποία είναι διπλάσια από την μαύρη τρύπα στην καρδιά του γαλαξία μας. Οι περιστρεφόμενοι βραχίονες είναι γεμάτοι με σκόνη, αέριο και περιοχές με έντονο σχηματισμό αστεριών που ονομάζονται βρεφοκομεία άστρων.

Οι υπέρυθρες παρατηρήσεις του SOFIA αποκαλύπτουν ότι τα ανθρώπινα μάτια δεν μπορούν: μαγνητικά πεδία που ακολουθούν τους σπειροειδείς βραχίονες και γεμίζουν το χώρο των νεογέννητων άστρων. Αυτό υποστηρίζει και η επικρατούσα "θεωρία κυμάτων πυκνότητας". Σύμφωνα με αυτή, η σκόνη, το φυσικό αέριο και τα άστρα των βραχιόνων δεν είναι σταθερά τοποθετημένα όπως στα πτερύγια ενός ανεμιστήρα. Αντ 'αυτού, το υλικό κινείται κατά μήκος των βραχιόνων καθώς το συμπιέζει η βαρύτητα, όπως και τα αντικείμενα πάνω σε έναν μεταφορικό ιμάντα.

Η ευθυγράμμιση του μαγνητικού πεδίου εκτείνεται σε ολόκληρο το μήκος των τεράστιων βραχιόνων - περίπου 24.000 έτη φωτός μήκους. Αυτό σημαίνει ότι οι βαρυτικές δυνάμεις που δημιούργησαν το σπειροειδές σχήμα του γαλαξία συμπιέζουν επίσης το μαγνητικό πεδίο. Αυτή η επιρροή της βαρύτητας στα μαγνητικά πεδία φαίνεται να αποτελεί κομβικό στοιχείο στο σχήμα του γαλαξία. Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στην Astrophysical Journal.

«Αυτή είναι η πρώτη φορά που έχουμε δει μαγνητικά πεδία ευθυγραμμισμένα σε τόσο μεγάλες κλίμακες με τις περιοχές γέννησης των αστεριών στους σπειροειδείς βραχίονες», δήλωσε ο Lopez-Rodriquez. «Είναι πάντα συναρπαστικό να έχουμε αποδείξεις από παρατήρησης όπως αυτή από το SOFIA που υποστηρίζει τρέχουσες θεωρίες».

Τα ουράνια μαγνητικά πεδία είναι δύσκολα ανιχνεύσιμα. Το νεότερο όργανο του SOFIA, χρησιμοποιεί υπέρυθρη ακτινοβολία για την παρατήρηση των περιοχών σκόνης, που ευθυγραμμίζονται κάθετα με τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Από αυτά τα αποτελέσματα, οι αστρονόμοι μπορούν να συμπεράνουν το σχήμα και την κατεύθυνση του κατά τα άλλα αόρατου μαγνητικού πεδίου. Το υπέρυθρο φως παρέχει βασικές πληροφορίες σχετικά με τα μαγνητικά πεδία, επειδή το σήμα δεν είναι γεμάτο ‘θόρυβο’ από εκπομπές από άλλους μηχανισμούς, όπως διάχυτο ορατό φως και ακτινοβολία από σωματίδια υψηλής ενέργειας. Η ικανότητα του SOFIA να μελετάει τον γαλαξία με υπέρυθρο φως, ειδικά στο μήκος κύματος των 89 micron, αποκάλυψε άγνωστες όψεις των μαγνητικών πεδίων.

Περαιτέρω παρατηρήσεις όπως αυτές από του SOFIA είναι απαραίτητες για να κατανοήσουμε πώς τα μαγνητικά πεδία επηρεάζουν το σχηματισμό και την εξέλιξη άλλων τύπων γαλαξιών, όπως εκείνων με ακανόνιστα σχήματα.

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2019-12-milky-galaxy-spiral.html

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).  (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Γαλαξιακός χορός! Μια μεγαλειώδης εικόνα!