Ujawniono sekret powstawania galaktyk spiralnych

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Czy wiesz, co mnie najbardziej zaskakuje? Fakt, że traktujemy otaczający nas świat za pewnik. Zwierzęta, rośliny, prawa fizyki i kosmosu są przez wielu postrzegane jako coś tak przyziemnego i nudnego, że wymyślają wróżki, duchy, potwory i czary. Zgadzam się, to niesamowite, ponieważ sam fakt naszego istnienia jest magiczny.

Spójrz na te same żyrafy - jak doszło do takich rzeczy z długą szyją? A co z dziobakami, kolczatkami, jeżozwierzami i wszystkimi innymi zwierzętami? Myślę, że rozumiesz, o co mi chodzi. To samo dotyczy przestrzeni. Czy sam fakt istnienia planet, gwiazd i galaktyk nie jest zdumiewający? I czy to nie wspaniałe, że możemy je studiować? Tak więc galaktyka Drogi Mlecznej (w której znajduje się nasze Słońce i Ziemia) jest jedną z miliardów galaktyk w bezmiarze nieskończonego Wszechświata, ale udało nam się dowiedzieć, jaki to kształt i jaki kształt ma większość galaktyk w obserwowalnym Wszechświecie mieć. W tym artykule dowiesz się czegoś niesamowitego o świecie, w którym żyjemy, a mianowicie dlaczego niektóre galaktyki mają spiralny kształt?

Czym jest galaktyka?

W kosmosie wszystko jest kontrolowane przez siłę grawitacji. Gdyby nie ona, to w bezmiarze nieskończenie rozszerzającego się – a nawet przy przyspieszeniu – Wszechświat nie miałby ani jednej galaktyki. Po Wielkim Wybuchu, który miał miejsce 13,8 miliarda lat temu, wszechświat nadal się rozszerzał, stopniowo ochładzając. Po zakończeniu ciemnych wieków - począwszy od kondensacji gazu obojętnego - zaczęły się stopniowo formować skupiska materii.

Ciemne Wieki to okres rozwoju Wszechświata, w którym powstały pierwsze gwiazdy i promieniowanie reliktowe.

W rzeczywistości galaktyka jest dużym, związanym grawitacyjnie układem skupisk materii, gwiazd, obłoków gazu i pyłu, ciemnej materii i planet. Co więcej, wszystkie obiekty w galaktyce poruszają się względem wspólnego środka masy – supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w samym sercu galaktyk. Dziwne, prawda? Dlatego naukowcy zaglądają w głąb kosmosu, próbując dowiedzieć się jak najwięcej o tym tajemniczym miejscu.

Promieniowanie tła (lub kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła) to promieniowanie cieplne, które równomiernie wypełnia wszechświat. Uważa się, że promieniowanie reliktowe powstało w erze wczesnego Wszechświata, czyli krótko po Wielkim Wybuchu

Jaki kształt mają galaktyki?

Możesz być zaskoczony, ale szczegółowe badania galaktyk rozpoczęły się dopiero w latach dwudziestych. Podczas gdy gwiazdy i planety nigdy nie były pozbawione ludzkiej uwagi, wybitny naukowiec Edwin Hubble położył podwaliny pod astronomię pozagalaktyczną. Udowodnił, że wiele mgławic obserwowanych przez astronomów okazało się być innymi galaktykami złożonymi z niezliczonych gwiazd. Hubble zbadał ponad tysiąc galaktyk i określił odległości do niektórych z nich. Co więcej, to Edwin Hubble jako pierwszy zidentyfikował trzy główne typy galaktyk: spiralną, eliptyczną i nieregularną. Okazało się, że galaktyki spiralne w bezmiarze Wszechświata występują częściej niż inne. Cóż, ponad połowa galaktyk to galaktyki spiralne, w tym Droga Mleczna, galaktyka Andromedy i galaktyka Trójkąta. Ale dlaczego?

Pola magnetyczne są kluczem do rozwikłania tajemnic galaktyk spiralnych

Naukowcy wciąż są zaskoczeni galaktykami spiralnymi i ich kształtami, z pełnymi wdzięku ramionami pełnymi gwiazd. W rzeczywistości galaktyki spiralne są ikoniczną formą większości galaktyk we wszechświecie. Aby zrozumieć, dlaczego astronomowie uważnie obserwują galaktyki spiralne, które różnią się od Drogi Mlecznej. Naukowcy niedawno obserwowali galaktykę M77, znaną również jako NGC 1068, korzystając z obserwatorium stratosferycznego SOFIA do astronomii w podczerwieni i przedstawili swoje wyniki w nowym badaniu, które wkrótce zostanie opublikowane w The Astrophysical Journal.

Pole magnetyczne to szczególny rodzaj materii, przez którą zachodzi interakcja między poruszającymi się naładowanymi cząsteczkami.

Według autorów pracy w oficjalnym komunikacie prasowym, pola magnetyczne odgrywają dużą rolę w powstawaniu galaktyk spiralnych, takich jak M77. Pola magnetyczne są niewidoczne, ale mogą wpływać na ewolucję galaktyk. Dziś naukowcy dość dobrze rozumieją, w jaki sposób siła grawitacji wpływa na struktury galaktyczne, ale rola pól magnetycznych w tych procesach pozostaje niejasna.

M77 to galaktyka spiralna znajdująca się około 47 milionów lat świetlnych od Ziemi. Naukowcy doszli do wniosku, że M77 ma aktywne jądro galaktyczne, które zawiera supermasywną czarną dziurę dwa razy masywniejszą niż Sagittarius A *, czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej. M77 ma większy rozmiar niż Droga Mleczna: jej promień wynosi około 85 000 lat świetlnych, a promień Drogi Mlecznej wynosi około 53 000. Jednak w galaktyce M77 jest około 300 miliardów gwiazd, podczas gdy w Drodze Mlecznej jest ich około 250 miliardów do 400. Ramiona spiralne M77 wypełnione są obszarami intensywnego formowania się gwiazd, zwanymi rozbłyskami gwiezdnymi. Linie pola magnetycznego ściśle podążają za ramionami spiralnymi, chociaż nie można ich zobaczyć zwykłym teleskopem. Na szczęście SOFIA może to zrobić, dzięki czemu astronomowie wiedzą, że istnienie pól magnetycznych wspiera szeroko rozpowszechnioną teorię, która wyjaśnia, w jaki sposób kształtują się ramiona galaktyk spiralnych. Nazywa się to „teorią fal gęstości”.

Teoria fal gęstości została zaproponowana w latach 60. XX wieku, aby wyjaśnić spiralną strukturę galaktyk spiralnych. Zgodnie z tą teorią ramiona galaktyk spiralnych nie są formacjami materialnymi, lecz obszarami o zwiększonej gęstości, zasadniczo przypominającymi korki uliczne.

Tak więc galaktyczne ramiona są widoczną częścią samych fal gęstości, a gwiazdy wchodzą i wychodzą z nich. Zatem ramiona galaktyk spiralnych nie są trwałymi strukturami zbudowanymi z gwiazd, chociaż tak wyglądają. Obserwacje za pomocą SOFIA wykazały, że linie pola magnetycznego rozciągają się wzdłuż całego ramienia galaktyki M77 w odległości 24 000 lat świetlnych. Zgodnie z uzyskanymi wynikami, siły grawitacyjne, które pomogły stworzyć spiralny kształt galaktyki, niejako kompresują pola magnetyczne, potwierdzając w ten sposób teorię fal gęstości. Czyste kosmiczne szaleństwo, prawda?

Jednak to badanie dotyczy tylko jednej galaktyki spiralnej, więc astronomowie wciąż mają przed sobą wiele pracy. Nie wiadomo, jaką rolę mogą odgrywać linie pola magnetycznego w strukturze innych galaktyk, także tych niewłaściwych, ale mimo ogromnej ilości pytań, o świecie, w którym żyjemy, dowiedzieliśmy się już bardzo dużo i ta wiedza tylko wzbudza ciekawość.