Πιστωτική εικόνα: NRAO
Οι αστρονόμοι που μελετούν σύννεφα αερίων στο διάσημο Γαλαξία Whirlpool έχουν βρει σημαντικές ενδείξεις που υποστηρίζουν μια θεωρία που επιδιώκει να εξηγήσει πώς οι θεαματικοί σπειροειδείς βραχίονες των γαλαξιών μπορούν να διατηρηθούν για δισεκατομμύρια χρόνια. Οι αστρονόμοι εφάρμοσαν τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για να μελετήσουν παρόμοια σύννεφα αερίων στο δικό μας Γαλαξία με εκείνα στα σπειροειδή χέρια ενός γειτονικού γαλαξία για πρώτη φορά, και τα αποτελέσματά τους ενισχύουν μια θεωρία που προτάθηκε για πρώτη φορά το 1964.
Το Whirlpool Galaxy, περίπου 31 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, είναι μια όμορφη σπείρα στον αστερισμό Canes Venatici. Επίσης γνωστό ως M51, φαίνεται σχεδόν πρόσωπο με πρόσωπο από τη Γη και είναι οικείο στους ερασιτέχνες αστρονόμους και έχει εμφανιστεί σε αμέτρητες αφίσες, βιβλία και άρθρα περιοδικών.
«Αυτός ο γαλαξίας έκανε έναν μεγάλο στόχο για τη μελέτη των σπειροειδών βραχιόνων και πώς λειτουργεί ο σχηματισμός αστεριών», δήλωσε η Eva Schinnerer, του Εθνικού Παρατηρητηρίου Αστρονομίας Ραδιοφώνου στο Socorro, NM. «Ήταν ιδανικό για εμάς, επειδή είναι μια από τις κοντινότερες σπείρες στον ουρανό», πρόσθεσε.
Ο Schinnerer συνεργάστηκε με τον Axel Weiss του Ινστιτούτου Ραδιοαστρονομίας του Ινστιτούτου χιλιοστών (IRAM) στην Ισπανία, τη Susanne Aalto του Διαστημικού Παρατηρητηρίου Onsala στη Σουηδία και τον Nick Scoville του Caltech. Οι αστρονόμοι παρουσίασαν τα ευρήματά τους στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Ντένβερ του Κολοράντο.
Οι επιστήμονες ανέλυσαν ραδιοεκπομπές από μόρια μονοξειδίου του άνθρακα (CO) σε γιγάντια σύννεφα αερίων κατά μήκος των σπειροειδών βραχιόνων του M51. Χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια στο Παρατηρητήριο Ραδιοτηλεόρασης Owens Valley του Caltech και το ραδιο τηλεσκόπιο 30 μέτρων του IRAM, μπόρεσαν να προσδιορίσουν τις θερμοκρασίες και τις ποσότητες αναταραχής μέσα στα σύννεφα. Τα αποτελέσματά τους παρέχουν ισχυρή υποστήριξη για μια θεωρία ότι τα «κύματα πυκνότητας» εξηγούν πώς οι σπειροειδείς βραχίονες μπορούν να παραμείνουν σε έναν γαλαξία χωρίς να τυλίγονται τόσο σφιχτά που στην πραγματικότητα εξαφανίζονται.
Η θεωρία πυκνότητας-κυμάτων, που προτάθηκε από τους Frank Shu και C.C. Ο Λιν το 1964, λέει ότι το σπειροειδές μοτίβο ενός γαλαξία είναι ένα κύμα υψηλότερης πυκνότητας ή συμπίεσης, που περιστρέφεται γύρω από τον γαλαξία με ταχύτητα διαφορετική από εκείνη του αερίου και των αστεριών του γαλαξία. Η Schinnerer και οι συνάδελφοί της μελέτησαν μια περιοχή σε έναν από τους σπειροειδείς βραχίονες του M51 που πιθανώς μόλις ξεπέρασε και πέρασε από το κύμα πυκνότητας.
Τα δεδομένα τους δείχνουν ότι το αέριο στο πίσω άκρο του σπειροειδούς βραχίονα, το οποίο πρόσφατα διήλθε από το κύμα πυκνότητας, είναι τόσο θερμότερο και πιο ταραχώδες από το αέριο στο εμπρόσθιο άκρο του βραχίονα, το οποίο θα είχε περάσει από το κύμα πυκνότητας πολύ πριν .
«Αυτό θα περιμέναμε από τη θεωρία πυκνότητας-κύματος», δήλωσε ο Schinnerer. «Το αέριο που πέρασε από το κύμα πυκνότητας νωρίτερα είχε χρόνο να κρυώσει και να χάσει την αναταραχή που προκλήθηκε από το πέρασμα», πρόσθεσε.
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν, για πρώτη φορά, πώς λειτουργεί το κύμα πυκνότητας σε κλίμακα cloud-cloud και πώς προωθεί και αποτρέπει τον σχηματισμό αστεριών σε σπειροειδείς βραχίονες», δήλωσε ο Aalto.
Το επόμενο βήμα, λένε οι επιστήμονες, είναι να κοιτάξουμε άλλους σπειροειδείς γαλαξίες για να δούμε αν υπάρχει παρόμοιο μοτίβο. Αυτό θα πρέπει να περιμένει, είπε ο Schinnerer, επειδή η εκπομπή ραδιοφώνου από μόρια CO που παρέχει τις πληροφορίες για τη θερμοκρασία και την αναταραχή είναι πολύ αχνή.
«Όταν η σειρά Atacama Large Millimeter Array (ALMA) είναι συνδεδεμένη, θα έχει τη δυνατότητα να επεκτείνει αυτόν τον τύπο μελέτης σε άλλους γαλαξίες. Ανυπομονούμε να χρησιμοποιήσουμε το ALMA για να εξετάσουμε το μοντέλο πυκνότητας-κύματος πιο διεξοδικά », δήλωσε ο Schinnerer. Το ALMA είναι ένα παρατηρητήριο κύματος χιλιοστών που θα χρησιμοποιεί κεραίες διαμέτρου 64 διαμέτρου 12 μέτρων στην έρημο Atacama της βόρειας Χιλής. Τώρα υπό κατασκευή, η ALMA θα παρέχει στους αστρονόμους μια άνευ προηγουμένου ικανότητα να μελετούν το Σύμπαν σε μήκη κύματος χιλιοστών.
Ο Γαλαξίας του Whirlpool ανακαλύφθηκε από τον Γάλλο κυνηγό κομήτη Charles Messier στις 13 Οκτωβρίου 1773. Το συμπεριέλαβε ως αντικείμενο νούμερο 51 στον πλέον διάσημο κατάλογο αστρονομικών αντικειμένων που, σε ένα μικρό τηλεσκόπιο, μπορεί να εκληφθεί ως κομήτης. Το 1845, ο Βρετανός αστρονόμος Λόρδος Rosse ανακάλυψε τη σπειροειδή δομή στον γαλαξία. Για ερασιτέχνες αστρονόμους που χρησιμοποιούν τηλεσκόπια σε τοποθεσίες σκοτεινού ουρανού, το M51 είναι ένα αντικείμενο έκθεσης.
Το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας είναι μια εγκατάσταση του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, το οποίο λειτουργεί βάσει συμφωνίας συνεργασίας από την Associated Universities, Inc.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο Τύπου NRAO
