Các thiên hà xoắn ốc là một hình thức mang tính biểu tượng. Chúng được sử dụng trong logo sản phẩm và tất cả các nơi khác. Chúng tôi thậm chí sống trong một. Và mặc dù có vẻ như rõ ràng là làm thế nào họ có được hình dạng của mình, bằng cách xoay, điều đó không phải là trường hợp.
Các nhà khoa học vẫn còn bối rối trước các thiên hà xoắn ốc và cách chúng có được hình dạng của chúng, với những cánh tay thanh lịch đầy sao. Các nhà thiên văn học làm việc với SOFIA, Đài quan sát Địa tầng đối với Thiên văn học Hồng ngoại, đang nghiên cứu vai trò của từ trường bằng cách quan sát các thiên hà xoắn ốc khác ngoài thiên hà của chúng ta. Gần đây, các nhà khoa học SOFIA đã quan sát thiên hà M77, còn được gọi là NGC 1068, và trình bày kết quả của họ trong một nghiên cứu mới.
Nghiên cứu mới có tiêu đề là SO SOIA / HAWC + theo dõi từ trường trong NGC 1068, và sẽ được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn. Tác giả chính là Enrique Lopez-Rodriguez, nhà khoa học thuộc Hiệp hội Nghiên cứu Vũ trụ Đại học tại Trung tâm Khoa học SOFIA tại Trung tâm Nghiên cứu NASA Am Ames.
Lopez Từ trường là vô hình, nhưng chúng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của một thiên hà, Lopez nói trong một thông cáo báo chí. Chúng tôi có một sự hiểu biết khá tốt về cách lực hấp dẫn ảnh hưởng đến các cấu trúc thiên hà, nhưng chúng tôi chỉ mới bắt đầu tìm hiểu vai trò của từ trường.
M77 là một thiên hà xoắn ốc cách chúng ta khoảng 47 triệu năm ánh sáng. Nó có một thiên hà xoắn ốc bị chặn, mặc dù thanh có thể được nhìn thấy dưới ánh sáng nhìn thấy được. Nó có một hạt nhân thiên hà hoạt động, cũng không nhìn thấy trong ánh sáng khả kiến và nó chứa một lỗ đen siêu lớn (SMBH) có khối lượng lớn gấp đôi Sgr A *, SMBH ở trung tâm Dải Ngân hà. M77 lớn hơn Dải Ngân hà: nó có bán kính khoảng 85.000 năm ánh sáng và Dải Ngân hà khoảng 53.000. M77 có khoảng 300 tỷ ngôi sao, trong khi Dải Ngân hà có từ 250 tỷ đến 400 tỷ.
M 77 là thiên hà xoắn ốc có thiết kế lớn gần nhất với cả hạt nhân thiên hà hoạt động sáng (AGN) và sao băng tuần hoàn hạt nhân phát sáng.
Cánh tay xoắn ốc M 77 Vẹt có đầy đủ các khu vực hình thành sao cực mạnh gọi là starbursts. Các đường sức từ vô hình theo sát các nhánh xoắn ốc, mặc dù mắt chúng ta có thể nhìn thấy chúng. Nhưng SOFIA có thể, và sự tồn tại của họ hỗ trợ một lý thuyết được tổ chức rộng rãi giải thích làm thế nào những cánh tay này có được hình dạng của chúng. Nó được gọi là lý thuyết sóng mật độ.
Trước khi lý thuyết sóng mật độ được phát triển vào giữa năm 1960, đã có những vấn đề giải thích các nhánh xoắn ốc trong một thiên hà. Theo vấn đề quanh co của người Viking, các nhánh xoắn ốc sẽ biến mất chỉ sau một vài quỹ đạo và không thể phân biệt được với phần còn lại của thiên hà.
Ở đây, một video nhanh chóng cho thấy vấn đề quanh co.
Lý thuyết sóng mật độ nói rằng bản thân các cánh tay tách biệt với các ngôi sao và khí và bụi truyền qua sóng mật độ. Các cánh tay là phần có thể nhìn thấy được của sóng mật độ, và các ngôi sao di chuyển vào và ra khỏi sóng. Vì vậy, các cánh tay có cấu trúc vĩnh cửu, được tạo thành từ các ngôi sao, mặc dù đó là những gì trông giống như vậy.
Ở đây, một đoạn video ngắn cho thấy sóng mật độ tạo ra các nhánh xoắn ốc trong các thiên hà.
Các quan sát của SOFIA cho thấy các đường sức từ trường trải dài khắp các cánh tay, khoảng cách 24.000 năm ánh sáng. Theo nghiên cứu, các lực hấp dẫn giúp tạo ra hình dạng xoắn ốc thiên hà đang nén các từ trường, hỗ trợ cho lý thuyết sóng mật độ.
Lopez Đây là lần đầu tiên chúng tôi thấy các từ trường được xếp thẳng hàng ở quy mô lớn như vậy với sự ra đời của ngôi sao hiện tại trong các nhánh xoắn ốc, theo ông Lopez-Rodriquez. Cẩu Nó luôn luôn thú vị để có bằng chứng quan sát hỗ trợ các lý thuyết.
Các đường sức từ trong các thiên hà rất khó quan sát, và công cụ mới nhất của SOFIA, làm cho nó có thể. Nó có tên là HAWC +, hay Máy ảnh băng rộng trên không có độ phân giải cao. HAWC + hoạt động trong vùng hồng ngoại xa để quan sát các hạt bụi, được đặt vuông góc với các đường sức từ trong M77. Điều đó cho phép các nhà thiên văn học suy ra hình dạng và hướng của từ trường bên dưới.
Có rất nhiều nhiễu có tiềm năng trong M 77, như ánh sáng nhìn thấy được và tán xạ từ các hạt năng lượng cao, nhưng tia hồng ngoại xa không bị ảnh hưởng bởi chúng. Khả năng nhìn thấy SOFIA trong bước sóng 89 micron cho phép nó nhìn rõ các hạt bụi. HAWC + cũng là một máy đo phân cực hình ảnh, một thiết bị đo và giải thích năng lượng điện từ phân cực.
Nghiên cứu này chỉ đề cập đến một thiên hà cánh tay xoắn ốc duy nhất, do đó, còn nhiều việc phải làm. Nó không rõ làm thế nào các đường sức từ có thể đóng một vai trò trong cấu trúc của các thiên hà khác, bao gồm cả các quy định. Nhưng có vẻ như nhóm này đã phát triển một phương pháp nghiên cứu những thiên hà đó.
Như họ đã nói trong phần kết luận của bài báo của mình, những kết quả được trình bày ở đây, cùng với các nghiên cứu trước đây của chúng tôi về M 82 và NGC 253 (Jones và cộng sự 2019), cung cấp bằng chứng rằng phân cực FIR (Hồng ngoại xa) có thể là một công cụ có giá trị để nghiên cứu cấu trúc từ trường trong các thiên hà bên ngoài, đặc biệt là ở các khu vực có độ sâu quang học cao.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Cách định hình thiên hà xoắn ốc
- Tài liệu nghiên cứu: SOFIA / HAWC + theo dõi từ trường trong NGC 1068
- HAWC +
- Tạp chí vũ trụ: Messier 77 - Thiên hà xoắn ốc có rào chắn
