Наша галактика Молочний Шлях має елегантну спіральну форму з довгими рукавами, наповненими зорями, але астрономи досі не можуть зрозуміти як саме вона набула цю форму. Нові спостереження іншої галактики проливають світло на те, як спіралевидні галактики, тобто схожі на нашу, набувають знакову форму. Результати спостережень оприлюднив Astrophysical Journal.
Згідно з дослідженнями, виконаними з допомогою Стратосферної обсерваторії для інфрачервоної астрономії (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA), у формуванні цих галактик важливу роль відіграють магнітні поля. Дослідники вимірювали магнітні поля вздовж спіральних рукавів галактики під назвою NGC 1068, або M77.
«Магнітні поля невидимі, але вони можуть впливати на еволюцію галактики», — заявив Енріке Лопес-Родрігес (Enrique Lopez-Rodriguez), співробітник наукового центру SOFIA в Дослідницькому центрі Еймса NASA(Кремнієва долина, Каліфорнія). «Ми досить добре розуміємо, як гравітація впливає на галактичні структури, але ми лише починаємо вивчати роль, яку відіграють магнітні поля».
Галактика M77 лежить на небесній сфері в напрямку сузір’я Кита на відстані 47 мільйонів світлових років від Землі. В її центрі є надмасивна активна чорна діра, маса якої вдвічі більша, ніж маса чорної діри в центрі Молочного Шляху. Спіральні рукави заповнені пилом і газом з ділянками інтенсивного зореутворення.
Магнітні поля в NGC 1086 або M77 відображаються як потоки над зображенням галактики у видимому світлі та в рентгенівських променях, складеному із знімків, отриманих Космічним телескопом імені Габбла, обсерваторією NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) та зі Слоанівського цифрового огляду неба. Магнітні поля вирівнюються по всій довжині масивного спірального рукава протяжністю 24 000 світлових років (0,8 кілопарсеків) — це означає, що гравітація, яка спричинила форму галактики, також стиснула її магнітне поле. Це підтримує головну теорію про те, як виникає спіральна форма галактик, відому як «теорія хвиль щільності». Стратосферна обсерваторія для інфрачервоної астрономії (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA) вивчала галактику, реєструючи далеке інфрачервоне світло (89 мкм), щоб виявити особливості її магнітних полів. Ці особливості попередні спостереження у видимому світлі та радіодіапазоні не змогли виявити. Фото з сайту www.nasa.gov.
Інфрачервоні спостереження SOFIA виявляють те, чого не бачать людські очі: магнітні поля, що тісно слідують за спіралями, де багато молодих зір. Це підтримує головну теорію про те, як утворилася знакова форма спіралей, відому як «теорія хвиль щільності» (density wave theory). Її суть в тому, що пил, газ та зорі в спіральних рукавах не містяться на одному місці, як лопаті на вентиляторі. Натомість матеріал рухається вздовж рукавів, коли гравітація стискає його, як предмети на стрічці конвеєра.
Вирівняне магнітне поле простягається по всій довжині масивного рукава, що становить приблизно 24 000 світлових років. Це означає, що гравітаційні сили, які створили спіральну форму галактики, також стискають її магнітне поле, згідно з теорією хвиль щільності.
«Ми уперше побачили магнітні поля, вирівняні на таких великих масштабах, заодно з процесом народження зір у спіральних рукавах», ― сказав Лопес-Родрігес. «Завжди цікаво отримати спостережні докази, що підтримують теорію».
Небесні магнітні поля, як відомо, важко спостерігати. Найновіший інструмент SOFIA, бортова широкосмугова камера високого розділення (High-resolutionAirborneWidebandCamera-Plus, HAWC+), реєструє світло далекого інфрачервоного діапазону від зерен пилу, які вирівнюються перпендикулярно до силових ліній магнітного поля. За цими даними астрономи можуть визначити форму і напрямок інакше невидимого магнітного поля. Далеке інфрачервоне світло дає змогу отримувати головну інформацію про магнітні поля, бо воно не спотворене сигналами, що виникають з інших причин, зокрема через розсіяне видиме світло та випромінювання від високоенергетичних частинок. Здатність SOFIA вивчати галактику в далекому інфрачервоному світлі, зокрема на довжині хвилі 89 мкм, дала змогу виявити невідомі раніше грані її магнітних полів.
Потрібні подальші спостереження, щоб зрозуміти, як магнітні поля впливають на формування та еволюцію інших типів галактик, зокрема неправильної форми.
За інф. з сайту www.nasa.gov підготував Іван Крячко
