渦巻銀河は間違いなく宇宙で最も美しい構造の1つです。 1つのモデルでは、スパイラル密度波によってスパイラル構造が作成されます。別の例では、それらは潮汐相互作用によって誘発されます。王立天文学会の月例通知に掲載が認められたドブス他の新しい論文で検討されているのは、このアプローチです。具体的には、著者らは、潮汐力のモデリングを使用して、グランドデザインスパイラルM51のスパイラルアームの構造を再現しようとしました。
相互作用をモデル化するために、M51と同様の質量分布（ディスク、バルジ、ハローに分割）を持つ単純な銀河のモデルから始めました。彼らの最初の銀河は、最初は渦巻構造がありませんでしたが、「星の重力不安定性[注：銀河ガスとは対照的です]。個々の星ではありません。]マルチアーム型の斑状スパイラル構造（綿状スパイラルとして知られています）を生成します。この綿状の性質は、トムアによって1964年の論文で最初に予測され、それ以来何度もシミュレーションされてきました。ドブスのチームは、2003年に以前のTheisとSpinnekerのシミュレーションで得られた軌道パラメータに沿って、より小さい銀河（NGC 5195）を表す点光源を導入しました。
最初の6000万年の間、重要な新しい構造は証拠ではありませんでした。伴侶が接近しているため、円盤はいくらかの摂動を示しましたが、新しいらせん構造は生じませんでした。ただし、シミュレーションの開始から1億2000万年までに、伴星に最も近い銀河の側面にある渦巻腕のヒントが形成され始め、1億8千万年までに、2つの「グランドデザイン」の渦巻腕が銀河の表面を支配します。 、15,000光年にわたる。
しかし、腕は長持ちするには長すぎました。 2億4,000万年までに、腕は銀河のガスを軌道上で引きずるように引きずりながら、伴星からの重力が銀河のガスを遠ざけるように見えるので、わずか6,500光年まで伸びます。 3億年までに、スパイラルアームは再び成長し、ペアはM51 / NGC 5195システムの現在の状態に非常に似ています。
著者らは、彼らのシミュレーションが観測された銀河と共通しているいくつかの特徴に注意します。コンパニオンが最初に銀河に近づいた側で、彼らは片方の腕の「ねじれ」に気づきました（左の画像ではAとラベル付けされています）。もう1つの類似点は、スパイラルアームの1つを分割することですが、正確な配置は異なります（Bと表示）。
著者が行った別の比較は、時間の経過に伴うさまざまな腕のパターン（1腕、2腕、3腕など）の長所（または振幅）との比較でした。彼らは、2つの武装パターンが最も支配的であることを発見しましたが、力学から、完全には成立しない基礎となるより高い武装構造があると判断しました。しかし、これらのより高い武装パターンは来ました 閉じる 2本の腕のスパイラルの強さに。著者らは、これはまだ発表の準備ができていない研究でM51を研究している別のグループの観察結果と一致していると指摘しています。
ただし、いくつかの違いもあります。シミュレーションされたM51から伸びたガスのプルーム。実際の観測では対応するものはありません（Cと表示）。実際の観測では、伴銀河の前に大量のガスが示されていますが、シミュレーションでは同じ程度ではありません（Dと表示）。最後に、実際の観察では、コンパニオンに最も近いM51の腕の顕著な平坦化が示されています。繰り返しになりますが、これらはシミュレーションには表示されません。著者は、矛盾は拡張ボディではなく点光源としてのNGC 5195の過度に単純化したモデリング、または実際のシステムと比較したときの初期パラメーターのわずかな違いが原因である可能性があることを示唆しています。
これらの違いがあっても、著者らは、相互作用のモデリングが、少なくともこの場合、渦巻き構造がNGC 5195によるM51の潮汐相互作用の結果である可能性が高いことを示していることを示唆しています。渦巻き密度波は、 ない 他の研究では銀河の一貫した「パターン速度」を決定することができなかったため、犯人（パターン速度は、コヒーレント構造として見た場合に腕が回転する角速度です）。代わりに、観察により、アームは異なる半径で異なるパターン速度を持つ必要があることが示されました。
彼らの仕事はそれを示唆していませんが すべて スパイラル構造は仲間との潮汐相互作用によって形成されます。この作品は、そのような仲間と特にM51を持つ多くの銀河の可能性を強く主張しています。さらに、シミュレーションにより、これらの潮汐誘発性の腕が一時的な現象であることも明らかになりました。彼らは一定の速度を持っていないので、彼らは 意志 ゆっくりと巻き上げられ、相互作用が進むにつれて、銀河はさらにゆがみ、最終的には合体します。
（紙から画像を複製する許可といくつかの点の明確化についてクレア・ドブスに感謝します。）
