Почему некоторые галактики спиральной формы?

Знаете что удивляет меня больше всего? То, что мы воспринимаем окружающий мир как данность. Животные, растения, законы физики и космос воспринимаются многими людьми как нечто настолько обыденное и скучное, что они выдумывают фей, привидений, монстров и колдовство. Согласитесь, это удивительно, ведь сам факт нашего существования и есть волшебство. Посмотрите на тех же жирафов – ну как такие штуки с длинной шеей вообще получились? А утконосы, ехидны, дикобразы и все остальные звери? Думаю, вы понимаете о чем я. То же самое касается космоса. Разве не удивителен сам факт существования планет, звезд и галактик? И разве не здорово, что мы можем их изучать? Так, галактика Млечный Путь (в которой и находится наше Солнце и Земля) – одна из миллиардов галактик на просторах бесконечной Вселенной, однако нам удалось узнать какой она формы и какую форму имеют большинство галактик в наблюдаемой Вселенной. Из этой статьи вы узнаете кое-что поразительное о мире, в котором мы живем, а именно – почему некоторые галактики спиральной формы?

Что такое галактика?

В космосе всем заведует сила гравитации. Если бы не она, то на просторах бесконечно расширяющейся – да еще и с ускорением – Вселенной не было бы ни одной галактики. После Большого взрыва, который произошел 13,8 миллиардов лет назад, Вселенная продолжала расширяться, постепенно охлаждаясь. После окончания темных веков – начиная с конденсации нейтрального газа – постепенно начали образовываться сгустки материи.

Темные века – это период развития Вселенной во время которого образовались первые звезды и реликтовое излучение.

По сути, галактика – это крупные гравитационно-связанные системы из скоплений материи, звезд, облаков газа и пыли, темной материи и планет. При этом все объекты в составе галактики движутся относительно общего центра масс – сверхмассивной черной дыры, расположенной в самом сердце галактик. Странно, не так ли? Поэтому ученые всматриваются в глубины космоса, пытаясь узнать как можно больше об этом загадочном месте.

Реликтовое излучение (или космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение) – это тепловое излучение, которое равномерно заполняет Вселенную. Считается, что реликтовое излучение возникло в эпоху ранней Вселенной, то есть вскоре после Большого взрыва

Какой формы бывают галактики?

Возможно вы удивитесь, но подробное изучение галактик началось лишь в 1920-х годах прошлого века. В то время как звезды и планеты никогда не были лишены внимания человека, начало внегалактической астрономии положил выдающийся ученый Эдвин Хаббл. Он доказал, что многие туманности, за которыми вели наблюдения астрономы, оказались другими галактикам, состоящими из бесчисленного количества звезд. Хаббл изучил более тысячи галактик и определил расстояния до некоторых из них. Более того, именно Эдвин Хаббл впервые выделил три основных типа галактик: спиральные, эллиптические и неправильные. Оказалось, что спиральные галактики на просторах Вселенной встречаются чаще других. Да что там, более половины галактик – спиральные, в том числе Млечный Путь, галактика Андромеды и галактика Треугольника. Но почему?

Магнитные поля – ключ к разгадке тайн спиральных галактик

Ученые до сих пор озадачены спиральными галактиками и тем, как они приобретают свою форму, с изящными рукавами, полными звезд. По сути, спиральные галактики – это знаковая форма большинства галактик во Вселенной. В попытках понять почему, астрономы внимательно наблюдают за спиральными галактиками, которые отличаются от Млечного Пути. Недавно ученые с помощью стратосферной обсерватория ИК-астрономии SOFIA наблюдали галактику М77, также известную как NGC 1068 и представили полученные результаты в новом исследовании, которое вскоре будет опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Магнитное поле – это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами.

Как сообщают авторы работы в официальном пресс-релизе, магнитные поля играют большую роль в формировании спиральных галактик, таких как M77. Магнитные поля невидимы, но могут оказывать влияние на эволюцию галактик. Сегодня ученые довольно хорошо понимают как сила гравитации влияет на галактические структуры, а вот роль магнитных полей в этих процессах только предстоит узнать.

Рукава спиральных галактик, кажется, полны звезд

М77 – это спиральная галактика, которая находится на расстоянии около 47 миллионов световых лет от Земли. Исследователи пришли к выводу, что у М77 есть активное галактическое ядро, которое содержит сверхмассивную черную дыру в два раза массивнее Стрельца А* – черной дыры в центре Млечного Пути. По своим размерам М77 больше, чем Млечный Путь: ее радиус составляет около 85 000 световых лет, а радиус Млечного Пути – около 53 000. Однако в галактике М77 насчитывается около 300 миллиардов звезд, в то время как в Млечном Пути их примерно от 250 миллиардов до 400. Спиральные рукава М77 заполнены областями интенсивного звездообразования, называемых звездными вспышками. Линии магнитного поля тесно следуют за спиральными рукавами, хотя увидеть их в обычный телескоп нельзя. К счастью, это может сделать SOFIA в результате чего астрономы узнали, что существование магнитных полей поддерживает широко распространенную теорию, объясняющую, как рукава спиральных галактик приобретают свою форму. Она называется «теория волн плотности».

Теория волн плотности была предложена в 1960-х годах для объяснения спиральной структуры спиральных галактик. Согласно этой теории, рукава спиральных галактик не являются материальными образованиями, но представляют собой области повышенной плотности, напоминающие по сути пробки на дороге.

Космический телескоп Хаббл позволил заглянуть в бездну космического океана

Итак, галактические рукава – это видимая часть самих волн плотности, а звезды движутся в них и выходят из них. Таким образом, рукава спиральных галактик не являются постоянными структурами, сделанными из звезд, хотя выглядят они именно так. Наблюдения с помощью SOFIA показали, что линии магнитного поля тянутся вдоль всего рукава галактики М77 на расстояние 24 000 световых лет. Согласно полученным результатам, гравитационные силы, которые помогли создать спиральную форму галактики, как бы сжимают магнитные поля, тем самым подтверждая теорию волн плотности. Чистое космическое безумие, не находите?

Однако это исследование имеет дело только с одной спиральной галактикой, так что у астрономов впереди еще много работы. Пока остается неизвестным какую роль могут играть линии магнитного поля в структуре других галактик, включая неправильные, но несмотря на огромное количество вопросов, мы уже узнали очень многое о мире, в котором живем и эти знания только разжигают любопытство.