Изображение предоставлено: NRAO
Астрономы, изучающие газовые облака в знаменитой Галактике Вихря, нашли важные подсказки в поддержку теории, которая пытается объяснить, как впечатляющие спиральные рукава галактик могут существовать в течение миллиардов лет. Астрономы применили методы, используемые для изучения газовых облаков, подобных нашему Млечному Пути, впервые подобным тем, что были в спиральных рукавах соседней галактики, и их результаты подтверждают теорию, впервые предложенную в 1964 году.
Галактика Водоворот, расположенная на расстоянии около 31 миллиона световых лет, представляет собой прекрасную спираль в созвездии Тростников Венатичи. Также известный как M51, он виден почти лицом к лицу с Земли и знаком астрономам-любителям и был показан в бесчисленных плакатах, книгах и журнальных статьях.
«Эта галактика стала отличной целью для нашего исследования спиральных рукавов и того, как вдоль них работает звездообразование», - сказала Ева Шиннерер из Национальной радиоастрономической обсерватории в Сокорро, Нью-Мексико. «Это было идеально для нас, потому что это одна из ближайших спиралей в небе», - добавила она.
Шиннерер работал с Акселем Вейссом из Института миллиметровой радиоастрономии (IRAM) в Испании, Сюзанной Аалто из Космической обсерватории Онсала в Швеции и Ником Сковиллом из Калтеха. Астрономы представили свои результаты на собрании Американского астрономического общества в Денвере, штат Колорадо.
Ученые проанализировали радиоизлучение молекул окиси углерода (CO) в гигантских газовых облаках вдоль спиральных рукавов M51. Используя телескопы в обсерватории Caltech's Owens Valley Radio и 30-метровый радиотелескоп IRAM, они смогли определить температуру и количество турбулентности в облаках. Их результаты убедительно подтверждают теорию о том, что «волны плотности» объясняют, как спиральные рукава могут сохраняться в галактике, не наматывая себя так сильно, что фактически они исчезают.
Теория волн плотности, предложенная Фрэнком Шу и К.С. Лин в 1964 году говорит, что спиральная структура галактики - это волна более высокой плотности или сжатия, которая вращается вокруг галактики со скоростью, отличной от скорости газа и звезд галактики. Шиннерер и ее коллеги изучили область в одном из спиральных рукавов M51, которая, вероятно, только что обогнала и прошла через волну плотности.
Их данные показывают, что газ на задней кромке спирального рукава, который совсем недавно прошел через волну плотности, является одновременно более теплым и турбулентным, чем газ на переднем крае рукава, который прошел бы через волну плотности дольше назад ,
«Это то, что мы ожидаем от теории волн плотности», - сказал Шиннерер. «Газ, прошедший через волну плотности ранее, успел охладиться и потерять турбулентность, вызванную проходом», - добавила она.
«Наши результаты впервые показывают, как волна плотности действует в масштабе облачного облака, и как она способствует и предотвращает образование звезд в спиральных рукавах», - сказал Аалто.
Следующим шагом, по словам ученых, является изучение других спиральных галактик, чтобы увидеть, есть ли подобная картина. Это подождет, сказал Шиннерер, потому что радиоизлучение от молекул CO, которое предоставляет информацию о температуре и турбулентности, очень слабое.
«Когда появится большой миллиметровый массив Atacama (ALMA), он сможет распространить этот тип исследования на другие галактики. Мы с нетерпением ждем возможности использовать ALMA для более тщательного тестирования модели волны плотности », - сказал Шиннерер. ALMA - это обсерватория миллиметрового диапазона, которая будет использовать 64 тарелки-антенны диаметром 12 метров в пустыне Атакама на севере Чили. В настоящее время в стадии разработки ALMA предоставит астрономам беспрецедентную возможность изучать Вселенную на миллиметровых длинах волн.
Галактика Водоворот была открыта французским охотником за кометами Шарлем Мессье 13 октября 1773 года. Он включил ее в качестве объекта № 51 в свой ныне знаменитый каталог астрономических объектов, которые в небольшом телескопе могут быть приняты за комету. В 1845 году британский астроном лорд Росс открыл спиральную структуру в галактике. Для астрономов-любителей, использующих телескопы в местах с темным небом, M51 - яркий объект.
Национальная радиоастрономическая обсерватория является объектом Национального научного фонда, действующим в рамках соглашения о сотрудничестве от Associated Universities, Inc.
Источник: пресс-релиз НРАО
