Źródło zdjęcia: NRAO
Astronomowie badający chmury gazowe w słynnej galaktyce Whirlpool odkryli ważne wskazówki potwierdzające teorię, która ma na celu wyjaśnienie, w jaki sposób spektakularne spiralne ramiona galaktyk mogą przetrwać przez miliardy lat. Astronomowie po raz pierwszy zastosowali techniki badające podobne chmury gazu w naszej Drodze Mlecznej do tych w ramionach spiralnych sąsiedniej galaktyki, a ich wyniki potwierdzają teorię zaproponowaną po raz pierwszy w 1964 roku.
Galaktyka Whirlpool, oddalona o około 31 milionów lat świetlnych, jest piękną spiralą w konstelacji Canes Venatici. Znany również jako M51, jest postrzegany niemal twarzą w twarz z Ziemi i jest znany amatorskim astronomom i był opisywany w niezliczonych plakatach, książkach i artykułach w czasopismach.
„Ta galaktyka stała się doskonałym celem dla naszych badań nad ramionami spiralnymi i tego, w jaki sposób formuje się gwiazdy wzdłuż nich”, powiedziała Eva Schinnerer z National Radio Astronomy Observatory w Socorro, NM. „To było dla nas idealne, ponieważ jest to jedna z najbliższych widocznych spiral na niebie” - dodała.
Schinnerer współpracował z Axel Weiss z Instytutu Milimetrowej Astronomii Radiowej (IRAM) w Hiszpanii, Susanne Aalto z Onsala Space Observatory w Szwecji i Nick Scoville z Caltech. Astronomowie przedstawili swoje odkrycia na spotkaniu American Astronomical Society w Denver w Kolorado.
Naukowcy przeanalizowali emisję radiową z cząsteczek tlenku węgla (CO) w gigantycznych chmurach gazowych wzdłuż ramion spiralnych M51. Korzystając z teleskopów w Obserwatorium Radiowym Owt Valley w Caltech i 30-metrowego radioteleskopu IRAM, byli w stanie określić temperaturę i ilość turbulencji w chmurach. Ich wyniki silnie wspierają teorię, że „fale gęstości” wyjaśniają, w jaki sposób ramiona spiralne mogą przetrwać w galaktyce bez zwijania się tak mocno, że w efekcie znikają.
Teoria fali gęstości zaproponowana przez Franka Shu i C.C. Lin w 1964 roku mówi, że wzór spiralny galaktyki jest falą o większej gęstości lub kompresji, która obraca się wokół galaktyki z prędkością inną niż gaz i gwiazdy galaktyki. Schinnerer i jej koledzy badali obszar w jednym ze spiralnych ramion M51, który prawdopodobnie właśnie wyprzedził i przeszedł przez falę gęstości.
Ich dane wskazują, że gaz na tylnej krawędzi ramienia spiralnego, który ostatnio przeszedł przez falę gęstości, jest zarówno cieplejszy, jak i bardziej turbulentny niż gaz na przedniej krawędzi ramienia, który przepłynąłby przez falę gęstości wcześniej .
„Tego spodziewalibyśmy się po teorii fali gęstości” - powiedział Schinnerer. „Gaz, który wcześniej przepłynął przez falę gęstości, miał czas na ochłodzenie i utratę turbulencji spowodowanych przejściem” - dodała.
„Nasze wyniki pokazują, po raz pierwszy, jak fala gęstości działa w skali chmury i chmury, oraz w jaki sposób promuje i zapobiega tworzeniu się gwiazd w ramionach spiralnych”, powiedział Aalto.
Naukowcy twierdzą, że następnym krokiem jest przyjrzenie się innym galaktykom spiralnym, aby sprawdzić, czy występuje podobny wzór. Schinnerer będzie musiał poczekać, ponieważ emisja radiowa z cząsteczek CO, która dostarcza informacji o temperaturze i turbulencjach, jest bardzo słaba.
„Kiedy pojawi się linia dużych milimetrów Atacama (ALMA), będzie ona mogła rozszerzyć ten rodzaj badań na inne galaktyki. Z niecierpliwością oczekujemy na użycie ALMA do dokładniejszego przetestowania modelu fali gęstości ”- powiedział Schinnerer. ALMA to obserwatorium z falą milimetrową, które będzie wykorzystywać anteny talerzowe o średnicy 64 i 12 metrów na pustyni Atacama w północnym Chile. W budowie ALMA zapewni astronomom niespotykaną dotąd możliwość badania Wszechświata przy falach milimetrowych.
Galaktykę Whirlpool odkrył francuski łowca komet Charles Charles Messier 13 października 1773 r. Umieścił ją jako obiekt 51 w swoim słynnym katalogu obiektów astronomicznych, które w małym teleskopie można pomylić z kometą. W 1845 roku brytyjski astronom Lord Rosse odkrył strukturę spiralną w galaktyce. Dla astronomów amatorów korzystających z teleskopów w miejscach ciemnego nieba M51 to obiekt pokazowy.
National Radio Astronomy Observatory to placówka National Science Foundation, obsługiwana na podstawie umowy o współpracy przez Associated Universities, Inc.
Oryginalne źródło: NRAO News Release
