Πώς ο Γαλαξίας μας σχημάτισε την σπειροειδή μορφή του;

Ένα ερώτημα που από πολύ καιρό έχει προβληματίσει τους επιστήμονες είναι πώς διαμόρφωσε ο Γαλαξίας μας αυτή την κομψή σπειροειδή μορφή που έχει, με τους μεγάλους βραχίονες. Η Ένωση Πανεπιστημίων για την Διαστημική Έρευνα (USRA) ανακοίνωσε, με δελτίο τύπου στις 13 Δεκεμβρίου 2019, ότι νέες παρατηρήσεις από έναν άλλο γαλαξία έριξαν φως για το πώς γαλαξίες με σπειροειδές σχήμα όπως ο δικός μας πήραν αυτή τη χαρακτηριστική μορφή τους.

Σύμφωνα με την έρευνα του Στρατοσφαιρικού Παρατηρητηρίου για την Υπέρυθρη Αστρονομία (SOFIA), σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση αυτών των γαλαξιών παίζουν τα μαγνητικά πεδία. «Τα μαγνητικά πεδία είναι αθέατα, όμως μπορούν να επηρεάσουν την εξέλιξη ενός γαλαξία», ανέφερε – σύμφωνα με την ανακοίνωση – ο Dr. Enrique Lopez-Rodriguez, επιστήμονας της USRA στο Κέντρο Επιστήμης του SOFIA, στο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA, στη Silicon Valley της Καλιφόρνιας. «Έχουμε μια πολύ καλή κατανόηση του πώς η βαρύτητα επηρεάζει τις γαλαξιακές δομές, αλλά μόλις αρχίζουμε να μαθαίνουμε το ρόλο που παίζουν τα μαγνητικά πεδία».

Τα μαγνητικά πεδία στον σπειροειδή γαλαξία είναι ευθυγραμμισμένα με τους βραχίονες της σπείρας κατά μήκος όλου του γαλαξία – περισσότερο από 24.000 έτη φωτός μήκος. Η ευθυγράμμιση του μαγνητικού πεδίου με την αστρική διαμόρφωση σημαίνει ότι οι βαρυτικές δυνάμεις που δημιούργησαν το σπειροειδές σχήμα του γαλαξία συμπιέζουν επίσης το μαγνητικό πεδίο. Η ευθυγράμμιση υποστηρίζει την κύρια θεωρία του πώς οι βραχίονες οδηγήθηκαν στο σπειροειδές σχήμα τους γνωστή ως «θεωρία των κυμάτων πυκνότητας». Οι επιστήμονες μέτρησαν τα μαγνητικά πεδία κατά μήκος των βραχιόνων της σπείρας του γαλαξία NGC 1068, ή M77. Τα πεδία φαίνονται σαν γραμμές ροής που ακολουθούν κοντά τους κυκλικούς βραχίονες.

Ο γαλαξίας Μ77 βρίσκεται 47 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας στον αστερισμό Κήτος. Έχει μια υπερμεγέθη ενεργή μαύρη τρύπα στο κέντρο του που είναι διπλάσια σε μάζα από τη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στην καρδιά του δικού μας Γαλαξία. Οι περιστρεφόμενοι βραχίονες πληρούνται με σκόνη, αέριο και περιοχές έντονης αστρογένεσης που αναφέρονται ως starbursts (αστροεκρήξεις). Οι υπέρυθρες παρατηρήσεις του SOFIA αποκαλύπτουν αυτό που δεν μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι: μαγνητικά πεδία που ακολουθούν στενά τους γεμάτους με νεογέννητα άστρα σπειροειδείς βραχίονες. Αυτό στηρίζει την επικρατούσα θεωρία για το πώς αυτοί οι βραχίονες οδηγήθηκαν στο χαρακτηριστικό σχήμα τους, που υποστηρίζει ότι σκόνη, αέριο και άστρα στους βραχίονες δεν βρίσκονται σταθερά σε ένα μέρος όπως τα πτερύγια σε ένα ανεμιστήρα. Αντίθετα, το υλικό κινείται κατά μήκος των βραχιόνων καθώς η βαρύτητα το συμπιέζει σαν αντικείμενα σε ιμάντα μεταφοράς.

Η ευθυγράμμιση του μαγνητικού πεδίου εκτείνεται κατά μήκος όλου του μήκους του μαζικού βραχίονα – κατά προσέγγιση 24.000 έτη φωτός μήκους. Αυτό σημαίνει ότι οι βαρυτικές δυνάμεις που δημιούργησαν το σπειροειδές σχήμα του γαλαξία επίσης συμπιέζουν το μαγνητικό πεδίο του, στηρίζοντας τη θεωρία των κυμάτων πυκνότητας. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Astrophysical Journal. «Είναι η πρώτη φορά που είδαμε μαγνητικά πεδία να ευθυγραμμίζονται σε τέτοιες μεγάλες κλίμακες με την τρέχουσα αστρογένεση σε σπειροειδείς βραχίονες», ανέφερε ο Lopez-Rodriguez. «Είναι πάντα συναρπαστικό να έχεις παρατηρησιακά στοιχεία όπως αυτά από το SOFIA που στηρίζει θεωρίες».