BAGAIMANA GALAKSI SPIRAL MENDAPATKAN BENTUK MEREKA

Send

Galaksi spiral adalah bentuk ikon. Mereka digunakan dalam logo produk dan segala macam tempat lainnya. Kami bahkan hidup dalam satu. Dan meskipun tampak agak jelas bagaimana mereka mendapatkan bentuknya, dengan memutar, bukan itu masalahnya.

Para ilmuwan masih bingung dengan galaksi spiral, dan bagaimana mereka mendapatkan bentuknya, dengan lengan elegan penuh bintang. Para astronom yang bekerja dengan SOFIA, Observatorium Stratosfera untuk Astronomi Infra Merah, sedang mempelajari peran medan magnet dengan mengamati galaksi spiral selain galaksi kita. Baru-baru ini, para ilmuwan SOFIA mengamati galaksi M77, juga dikenal sebagai NGC 1068, dan mempresentasikan hasilnya dalam sebuah studi baru.

Studi baru ini berjudul "SOFIA / HAWC + melacak medan magnet di NGC 1068" dan akan diterbitkan dalam Astrophysical Journal. Penulis utamanya adalah Enrique Lopez-Rodriguez, seorang ilmuwan Asosiasi Penelitian Antariksa Universitas di SOFIA Science Center di Ames Research Center NASA.

"Medan magnet tidak terlihat, tetapi mereka dapat mempengaruhi evolusi galaksi," kata Lopez-Rodriguez dalam siaran pers. "Kami memiliki pemahaman yang cukup baik tentang bagaimana gravitasi mempengaruhi struktur galaksi, tetapi kami baru mulai mempelajari peran yang dimainkan medan magnet."

M77 adalah galaksi spiral sekitar 47 juta tahun cahaya. Itu adalah galaksi spiral berpalang, meskipun bilah tidak dapat dilihat dalam cahaya tampak. Ia memiliki inti galaksi aktif, juga tidak terlihat dalam cahaya tampak, dan memiliki lubang hitam supermasif (SMBH) yang dua kali lebih besar dari Sgr A *, SMBH di pusat Bima Sakti. M77 lebih besar dari Bima Sakti: radiusnya sekitar 85.000 tahun cahaya, dan Bima Sakti sekitar 53.000. M77 memiliki sekitar 300 miliar bintang, sedangkan Bima Sakti memiliki antara 250 miliar hingga 400 miliar.

M 77 adalah galaksi spiral desain besar terdekat dengan nukleus galaksi aktif aktif (AGN) dan starburst circumnuclear bercahaya.

Lengan spiral M 77 penuh dengan area pembentukan bintang yang kuat yang disebut starburst. Garis-garis medan magnet yang tak terlihat mengikuti erat lengan spiral, meskipun mata kita tidak bisa melihatnya. Tetapi SOFIA dapat, dan keberadaannya mendukung teori yang dipegang secara luas yang menjelaskan bagaimana senjata ini mendapatkan bentuknya. Ini disebut "teori gelombang kerapatan."

Sebelum teori gelombang kerapatan dikembangkan pada pertengahan 1960-an, ada masalah yang menjelaskan lengan spiral di galaksi. Menurut “masalah belitan” lengan spiral akan menghilang setelah hanya beberapa orbit dan tidak dapat dibedakan dari sisa galaksi.

Ini video cepat yang menunjukkan masalah berliku.

Teori gelombang kepadatan mengatakan bahwa lengan itu sendiri terpisah dari bintang-bintang dan gas serta debu yang bergerak melalui gelombang kepadatan. Lengan adalah bagian yang terlihat dari gelombang kepadatan itu sendiri, dan bintang-bintang bergerak masuk dan keluar dari gelombang. Jadi lengan itu bukan struktur permanen yang terbuat dari bintang, meskipun seperti itulah bentuknya.

Berikut adalah video singkat yang menunjukkan bagaimana gelombang kepadatan membuat lengan spiral di galaksi.

Pengamatan SOFIA menunjukkan bahwa garis medan magnet membentang sepanjang lengan, jarak 24.000 tahun cahaya. Menurut penelitian tersebut, gaya gravitasi yang membantu menciptakan bentuk spiral galaksi menekan medan magnet, yang mendukung teori gelombang kerapatan.

"Ini adalah pertama kalinya kami melihat medan magnet selaras pada skala besar dengan kelahiran bintang saat ini di lengan spiral," kata Lopez-Rodriquez. "Itu selalu menarik untuk memiliki bukti pengamatan yang mendukung teori."

Garis medan magnet dalam galaksi sangat sulit diamati, dan instrumen terbaru SOFIA memungkinkan. Ini disebut HAWC +, atau Airborne Wideband Camera-Plus resolusi tinggi. HAWC + bekerja di inframerah-jauh untuk mengamati butiran debu, yang disejajarkan tegak lurus dengan garis medan magnet di M77. Itu memungkinkan para astronom untuk menyimpulkan bentuk dan arah medan magnet yang mendasarinya.

Ada banyak gangguan potensial pada M 77, seperti cahaya tampak yang tersebar dan radiasi dari partikel berenergi tinggi, tetapi inframerah-jauh tidak terpengaruh olehnya. Kemampuan SOFIA untuk melihat dalam panjang gelombang 89 mikron memungkinkannya melihat butiran debu dengan jelas. HAWC + juga merupakan polarimeter pencitraan, perangkat yang mengukur dan menginterpretasikan energi elektromagnetik yang terpolarisasi.

Studi ini hanya membahas galaksi lengan spiral tunggal, sehingga masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan. Tidak jelas bagaimana garis-garis medan magnet mungkin berperan dalam struktur galaksi lain, termasuk laskar. Tapi sepertinya tim ini telah mengembangkan metode mempelajari galaksi-galaksi itu.

Seperti yang mereka katakan dalam kesimpulan makalah mereka, "Hasil yang disajikan di sini, bersama dengan penelitian kami sebelumnya M 82 dan NGC 253 (Jones et al. 2019), memberikan bukti bahwa FIR (Far-Infrared) polarisasi dapat menjadi alat yang berharga untuk mempelajari struktur medan magnet di galaksi eksternal, terutama di daerah dengan kedalaman optik tinggi. "