Тайната на образуването на спирални галактики е разкрита

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Знаеш ли какво ме изненадва най-много? Фактът, че приемаме света около нас за даденост. Животните, растенията, законите на физиката и космоса се възприемат от много хора като нещо толкова светско и скучно, че измислят феи, призраци, чудовища и магьосничество. Съгласете се, това е невероятно, защото самият факт на нашето съществуване е магия.

Вижте същите жирафи - как се появиха такива неща с дълъг врат? А какво да кажем за птицечовките, ехидни, дикобрази и всички други животни? Мисля, че разбираш какво имам предвид. Същото важи и за пространството. Не е ли удивителен самият факт за съществуването на планети, звезди и галактики? И не е ли страхотно, че можем да ги изучаваме? И така, галактиката Млечния път (в която се намират нашето Слънце и Земята) е една от милиардите галактики в необятността на безкрайната Вселена, но успяхме да разберем каква е формата й и каква форма са повечето галактики в наблюдаваната Вселена имат. В тази статия ще научите нещо невероятно за света, в който живеем, а именно защо някои галактики са със спираловидна форма?

Какво е галактика?

В космоса всичко се контролира от силата на гравитацията. Ако не беше тя, тогава в необятността на безкрайно разширяващата се - и дори с ускорение - Вселената нямаше да има нито една галактика. След Големия взрив, който се случи преди 13,8 милиарда години, Вселената продължи да се разширява, като постепенно се охлажда. След края на тъмните векове - като се започне с кондензацията на неутрален газ - постепенно започват да се образуват бучки материя.

Тъмните векове са периодът на развитие на Вселената, през който се формират първите звезди и реликтово излъчване.

Всъщност галактиката е голяма гравитационно свързана система от купове материя, звезди, облаци от газ и прах, тъмна материя и планети. Освен това всички обекти в галактиката се движат спрямо общия център на масата - свръхмасивна черна дупка, разположена в самото сърце на галактиките. Странно, нали? Затова учените надничат в дълбините на космоса, опитвайки се да разберат колкото е възможно повече за това мистериозно място.

Фоновото излъчване (или космическото микровълново фоново излъчване) е топлинно излъчване, което изпълва Вселената равномерно. Смята се, че реликтовата радиация възниква в ерата на ранната Вселена, тоест малко след Големия взрив

Каква форма са галактиките?

Може да се изненадате, но подробните изследвания на галактиките започват едва през 20-те години на миналия век. Докато звездите и планетите никога не са били лишени от човешко внимание, видният учен Едуин Хъбъл положи основите на извънгалактическата астрономия. Той доказа, че много от наблюдаваните от астрономите мъглявини се оказват други галактики, съставени от безброй звезди. Хъбъл е изследвал над хиляда галактики и е определил разстоянията до някои от тях. Освен това Едуин Хъбъл е този, който за първи път идентифицира три основни типа галактики: спирални, елиптични и неправилни. Оказа се, че спиралните галактики в необятността на Вселената са по-чести от другите. Е, повече от половината от галактиките са спирални, включително Млечния път, галактиката Андромеда и галактиката Триъгълник. Но защо?

Магнитните полета са ключът към разгадаването на мистериите на спиралните галактики

Учените все още са озадачени от спиралните галактики и как се оформят, с грациозни ръце, пълни със звезди. Всъщност спиралните галактики са емблематичната форма на повечето галактики във Вселената. В опит да разберат защо, астрономите наблюдават отблизо спирални галактики, които са различни от Млечния път. Наскоро учените наблюдаваха галактиката M77, известна още като NGC 1068, използвайки стратосферната обсерватория SOFIA за инфрачервена астрономия и представиха резултатите си в ново проучване, което скоро ще бъде публикувано в The Astrophysical Journal.

Магнитното поле е специален вид материя, чрез която се осъществява взаимодействието между движещи се заредени частици.

Според авторите на работата в официално съобщение за пресата, магнитните полета играят голяма роля при формирането на спирални галактики като М77. Магнитните полета са невидими, но могат да повлияят на еволюцията на галактиките. Днес учените разбират доста добре как силата на гравитацията влияе върху галактическите структури, но ролята на магнитните полета в тези процеси остава да се види.

M77 е спирална галактика на около 47 милиона светлинни години от Земята. Изследователите стигнаха до заключението, че M77 има активно галактическо ядро, което съдържа супермасивна черна дупка, два пъти по-масивна от Стрелец A*, черната дупка в центъра на Млечния път. M77 е по-голям по размер от Млечния път: радиусът му е около 85 000 светлинни години, а радиусът на Млечния път е около 53 000. Въпреки това, в галактиката M77 има около 300 милиарда звезди, докато в Млечния път има около 250 милиарда до 400. Спиралните рамена на M77 са пълни с области на интензивно звездообразуване, наречени звездни изригвания. Линиите на магнитното поле следват отблизо спиралните рамена, въпреки че не могат да се видят с обикновен телескоп. За щастие СОФИЯ може да направи това, което кара астрономите да разберат, че съществуването на магнитни полета подкрепя широко разпространена теория, която обяснява как се оформят ръцете на спиралните галактики. Нарича се "теория на вълните на плътността".

Теорията на вълните на плътността е предложена през 60-те години на миналия век, за да обясни спиралната структура на спиралните галактики. Според тази теория ръкавите на спиралните галактики не са материални образувания, а са зони с повишена плътност, по същество наподобяващи задръствания.

И така, галактическите ръце са видимата част от самите вълни на плътност и звездите се движат и излизат от тях. По този начин ръцете на спиралните галактики не са постоянни структури, направени от звезди, въпреки че изглеждат така. Наблюденията със СОФИЯ показват, че линиите на магнитното поле се простират по цялото рамо на галактиката M77 на разстояние от 24 000 светлинни години. Според получените резултати гравитационните сили, които помогнаха за създаването на спираловидната форма на галактиката, сякаш компресират магнитните полета, като по този начин потвърждават теорията за вълните на плътността. Чиста космическа лудост, нали?

Това изследване обаче се занимава само с една спирална галактика, така че астрономите все още имат много работа пред себе си. Остава неизвестно каква роля могат да играят линиите на магнитното поле в структурата на други галактики, включително грешните, но въпреки огромния брой въпроси, ние вече научихме много за света, в който живеем и това знание само предизвиква любопитство.