渦巻銀河がいかに形を得るか

Send

渦巻銀河は象徴的な形です。製品のロゴやその他のあらゆる場所で使用されています。私たちは一つに住んでいます。また、回転させることで形状を取得する方法は明らかなように思えるかもしれませんが、そうではありません。

科学者たちはまだ渦巻銀河とその形をどのようにして得るか、星でいっぱいの優雅な腕で困惑しています。赤外線天文学の成層圏天文台であるSOFIAを使用する天文学者は、私たち以外の渦巻銀河を観測することによって磁場がどのような役割を果たすかを研究しています。最近、SOFIAの科学者たちは、NGC 1068としても知られるM77銀河を観測し、その結果を新しい研究で発表しました。

新しい研究のタイトルは「SOFIA / HAWC +がNGC 1068の磁場をトレースする」で、Astrophysical Journalに掲載されます。筆頭著者は、NASAのエイムズ研究センターにあるSOFIAサイエンスセンターの大学宇宙研究協会の科学者であるエンリケロペスロドリゲス氏です。

「磁場は見えませんが、それらは銀河の進化に影響を与える可能性があります」とロペス・ロドリゲスはプレスリリースで述べています。「私たちは重力が銀河構造にどのように影響するかについてかなり理解していますが、磁場が果たす役割を学び始めたばかりです。」

M77は約4700万光年離れた渦巻銀河です。可視光では見えませんが、渦巻銀河です。可視光では見えない活発な銀河核があり、天の川の中心にあるSMB A *の2倍の超大質量ブラックホール（SMBH）をホストしています。 M77は天の川よりも大きく、半径は約85,000光年、天の川は約53,000光年です。 M77には約3,000億個の星があり、天の川には2,500億〜4,000億個の星があります。

M 77は最も明るい壮大なデザインの渦巻銀河で、明るい活動銀河核（AGN）と明るい環核星バーストの両方を備えています。

M 77のスパイラルアームには、スターバーストと呼ばれる激しい星形成の領域がたくさんあります。目に見えない磁力線がらせん状の腕に密接に追従していますが、目には見えません。しかし、SOFIAは可能であり、SOFIAの存在は、これらの武器がどのように形態を形成するかを説明する広く保持されている理論をサポートします。「密度波理論」と呼ばれています。

密度波理論が1960年代半ばに開発される前は、銀河の渦状腕を説明するのに問題がありました。「巻上げの問題」によると、らせん状の腕はほんの数回の軌道の後で消え、銀河の他の部分と区別がつかなくなります。

これは、曲がりくねった問題を示す簡単なビデオです。

密度波理論によると、腕自体は、密度波を通過する星やガスや塵から分離されています。腕は密度波自体の目に見える部分であり、星は波に出入りします。そのため、腕は星でできている恒久的な構造ではありません。

密度波が銀河にらせん状の腕を作り出す様子を示した短いビデオです。

SOFIAの観測によると、磁力線は腕全体に伸びており、距離は24,000光年です。この研究によると、銀河の渦巻き形状を作成するのに役立つ重力が磁場を圧縮しており、密度波理論をサポートしています。

「これほど大きなスケールで磁場が整列し、現在の星が渦巻腕の中で誕生するのを目にしたのはこれが初めてです」とLopez-Rodriquez氏は語ります。「理論を裏付ける観察証拠があることは常に刺激的です。」

銀河の磁力線を観察することは非常に困難であり、SOFIAの最新の機器がそれを可能にします。これは、HAWC +、または高解像度Airborne Wideband Camera-Plusと呼ばれています。 HAWC +は、遠赤外線でダスト粒子を観察します。ダスト粒子は、M77の磁力線に対して垂直に整列しています。これにより、天文学者は基礎となる磁場の形状と方向を推測できます。

M 77には、散乱した可視光や高エネルギー粒子からの放射など、多くの潜在的な干渉がありますが、遠赤外線はそれらの影響を受けません。 SOFIAは89ミクロンの波長で見ることができるので、ダスト粒子をはっきりと見ることができます。 HAWC +は、偏光偏光エネルギーを測定および解釈するデバイスであるイメージング偏光計でもあります。