Чому деякі галактики спіральної форми?

Знаєте що мене дивує найбільше? Те, що ми сприймаємо навколишній світ як даність. Тварини, рослини, закони фізики і космос сприймаються багатьма людьми як щось настільки буденне і нудне, що вони вигадують фей, привидів, монстрів і чаклунство. Погодьтеся, це дивно, адже сам факт нашого існування і є чари. Подивіться на тих же жирафів – ну як такі штуки з довгою шиєю взагалі вийшли? А качкодзьоби, єхидни, дикобрази і всі інші звірі? Думаю, ви розумієте про що я. Те ж саме стосується космосу. Хіба не дивний сам факт існування планет, зірок і галактик? І хіба не здорово, що ми можемо їх вивчати? Так, галактика Чумацький Шлях (в якій і знаходиться наше Сонце і Земля) – одна з мільярдів галактик на нескінченних просторах Всесвіту, однак нам вдалося дізнатися, якої вона форми і яку форму мають більшість галактик в спостережуваної Всесвіту. З цієї статті ви дізнаєтеся дещо вражаюче про світ, в якому ми живемо, а саме – чому деякі галактики спіральної форми?

Що таке галактика?

В космосі всім завідує сила гравітації. Якби не вона, то на просторах нескінченно розширюється – та ще й з прискоренням – Всесвіту не було б ні однієї галактики. Після Великого вибуху, який стався 13,8 мільярдів років тому, продовжувала розширюватися, поступово охолоджуючись. Після закінчення темних століть – починаючи з конденсації нейтрального газу – поступово почали утворюватися згустки матерії.

По суті, галактика – це великі гравітаційно-системи пов'язані з скупчень матерії, зірок, хмар газу і пилу, темної матерії і планет. При цьому всі об'єкти в складі галактики рухаються відносно загального центру мас – надмасивної чорної діри, розташованої в самому серці галактик. Дивно, чи не так? Тому вчені , намагаючись дізнатися як можна більше про це загадковому місці.

Якої форми бувають галактики?

Можливо ви здивуєтеся, але детальне вивчення галактик розпочалося лише в 1920-х роках минулого століття. У той час як зірки і планети ніколи не були позбавлені уваги людини, початок позагалактичної астрономії поклав видатний учений Едвін Хаббл. Він довів, що багато туманності, за якими вели спостереження астрономи, виявилися іншими галактик, що складаються з незліченної кількості зірок. Хаббл вивчив більше тисячі галактик і визначив відстані до деяких з них. Більше того, саме Едвін Хаббл вперше виділив три основних типи галактик: спіральні, еліптичні й неправильні. Виявилося, що спіральні галактики на просторах Всесвіту зустрічаються частіше інших. Та що там, більше половини галактик – спіральні, , галактика Андромеди і галактика Трикутника. Але чому?

Магнітні поля – ключ до розгадки таємниць спіральних галактик

Вчені досі спантеличені спіральними галактиками і тим, як вони набувають свою форму, з витонченими рукавами, повними зірок. По суті, спіральні галактики – це знакова форма більшості галактик у Всесвіті. У спробах зрозуміти чому, астрономи уважно спостерігають за спіральними галактиками, які відрізняються від Чумацького Шляху. Нещодавно вчені з допомогою стратосферної обсерваторія ІЧ-астрономії SOFIA спостерігали галактику М77, також відому як NGC 1068 і представили отримані результати в новому дослідженні, яке невдовзі буде опубліковано .

Як повідомляють автори роботи в офіційному прес-релізі, магнітні поля відіграють велику роль у формуванні спіральних галактик, таких як M77. Магнітні поля невидимі, але можуть впливати на еволюцію галактик. Сьогодні вчені досить добре розуміють як сила гравітації впливає на галактичні структури, а ось роль магнітних полів у цих процесах тільки належить дізнатися.

Рукави спіральних галактик, здається, повні зірок

М77 – це спіральна галактика, яка знаходиться на відстані близько 47 мільйонів світлових років від Землі. Дослідники прийшли до висновку, що у М77 є активне галактичне ядро, в два рази масивніше Стрільця А* – чорної діри в центрі Чумацького Шляху. За своїми розмірами М77 більше, ніж Чумацький Шлях: її радіус складає близько 85 000 світлових років, а радіус Чумацького Шляху – близько 53 000. Проте в галактиці М77 налічується близько 300 мільярдів зірок, в той час як в Чумацькому Шляху їх приблизно від 250 до 400 мільярдів. Спіральні рукави М77 заповнені областями інтенсивного зореутворення, званих зірковими спалахами. Лінії магнітного поля тісно слідують за спіральними рукавами, хоча побачити їх в звичайний телескоп не можна. На щастя, це може зробити SOFIA в результаті чого астрономи дізналися, що існування магнітних полів підтримує широко поширену теорію, що пояснює, як рукави спіральних галактик набувають свою форму. Вонаназивається «теорія хвиль щільності».

Космічний телескоп Хаббл дозволив заглянути у безодню космічного океану

Отже, галактичні рукави – це видима частина самих хвиль щільності, а зірки рухаються в них і виходять з них. Таким чином, рукави спіральних галактик не є постійними структурами, зробленими із зірок, хоча вони виглядають саме так. Спостереження за допомогою SOFIA показали, що лінії магнітного поля тягнуться вздовж усього рукава галактики М77 на відстань 24 000 світлових років. Згідно з отриманими результатами, гравітаційні сили, які допомогли створити спіральну форму галактики, як би стискають магнітні поля, тим самим підтверджуючи теорію хвиль щільності. Чисте космічне божевілля, не знаходите?

Однак це дослідження має справу тільки з однією спіральною галактикою, так що у астрономів попереду ще багато роботи. Поки залишається невідомим яку роль можуть грати лінії магнітного поля у структурі інших галактик, включаючи неправильні, але незважаючи на величезну кількість питань, ми вже дізналися дуже багато про світ, в якому живемо і ці .

Так виглядає галактика