Jak si Mléčná dráha (Galaxie) udržuje tvar dokonalé a elegantní spirály s dlouhými ramen?

Odpovědi na otázku nám poskytují magnetická pole

Otázka, jak naše Mléčná dráha nabyla tvar elegantní spirály s dlouhými rameny, zaměstnává nejisté vědce již dlouho. Při formování galaxií hraje zásadní roli gravitace. Odpovědi na to jak, nám poskytují magnetická pole, což dokládají nejnovější výsledky Stratosférické observatoře pro infračervenou astronomii SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy).

Magnetická pole spirální galaxie jsou pevně spojena se spirálními rameny. Napříč celou galaxií. Stlačení těchto magnetických polí s oblastmi bouřlivé tvorby hvězd znamenají, že gravitační síly, který vytvořily spirální tvar galaxie, rovněž komprimují magnetická pole. To podporuje vedoucí teorii o tom, že galaktická ramena udržují v jejich spirálovité podobě hustotní vlny.

Astronomové měřili magnetická pole ve spirálních ramenech galaxie NGC 1068 (v Messierově katalogu má označení jako M 77) v souhvězdí Velryby (Cetus), která je od nás vzdálena asi 47 miliónů světelných let. Magnetická pole galaxie jsou znázorněna jako linie, která těsně následující spirálující ramena.

Galaxie M 77 s poloměrem asi 24 000 světelných let má ve svém středu aktivní supermasivní černou díru, která je asi dvakrát větší než černá díra v jádru naší Mléčné dráhy (Galaxie). Galaktická ramena NGC 1068 jsou naplněna prachem a plynem, ve kterých se nacházejí oblasti intenzivní hvězdotvorby.

Pozorování SOFIA v infračerveném spektru odhalují to, co je lidskému oku skryto: magnetická pole, která věrně následují spirální ramena plná mladých hvězd. Ramena jsou do své podoby tlačena, patrně, hustotními vlnami. To znamená, že prach, plyn ani hvězdy v ramenech nejsou "přišpendleny" na místě, jako lopatky nějakého ventilátoru. Místo toho se tento materiál i hvězdy působením gravitačního tlaku pohybují podél ramen. Podobně, jako předměty na dopravním pásu.

Magnetická pole ve vesmíru jsou notoricky obtížně pozorovatelná. Nejnovější přístroj SOFIA, HAWC + (Airborne Wideband Camera-Plus) s vysokým rozlišením, využívá dalekého infračerveného záření s vlnovou délkou 89 mikronů k pozorování prachových vln, která se stavějí kolmo k magnetickým polím.

Z získaných výsledků mohou astronomové nepřímo (ale velice přesně) odvozovat tvar a směr jinak neviditelného magnetického pole. Infračervené záření tak poskytuje klíčové informace o magnetických polích, protože signál není kontaminován a absorbován, jako je tomu v případě viditelného světla a nebo záření o vysokých energiích. Další pozorování SOFIA mohou pomoci při studiu jiných typů galaxií. Například těch nepravidelných.

• Zdroj: How does our Milky Way galaxy get its spiral form?