Hemligheten bakom bildandet av spiralgalaxer har avslöjats

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Vet du vad som förvånar mig mest? Det faktum att vi tar världen omkring oss för given. Djur, växter, fysikens och rymdens lagar uppfattas av många människor som något så vardagligt och tråkigt att de hittar på älvor, spöken, monster och häxkonst. Håller med, detta är fantastiskt, eftersom själva faktumet i vår existens är magi.

Titta på samma giraffer – hur kom sådana saker med lång hals till? Och hur är det med näbbdjur, taggar, piggsvin och alla andra djur? Jag tror att du förstår vad jag menar. Detsamma gäller rymden. Är inte själva faktumet att det finns planeter, stjärnor och galaxer fantastiskt? Och är det inte bra att vi kan studera dem? Så, Vintergatans galax (där vår sol och vår jord finns) är en av de miljarder galaxer i det oändliga universums vidd, men vi lyckades ta reda på vilken form den har och vilken form de flesta galaxer i det observerbara universum ha. I den här artikeln kommer du att lära dig något fantastiskt om världen vi lever i, nämligen varför är vissa galaxer spiralformade?

Vad är en galax?

I rymden styrs allt av tyngdkraften. Om inte för henne, så skulle universum inte ha en enda galax i den oändligt expanderande - och även med acceleration - vidsträckt. Efter Big Bang, som inträffade för 13,8 miljarder år sedan, fortsatte universum att expandera och gradvis kyls ner. Efter slutet av den mörka medeltiden - med början med kondenseringen av neutral gas - började klumpar av materia gradvis bildas.

Den mörka medeltiden är universums utvecklingsperiod under vilken de första stjärnorna och relikstrålningen bildades.

Faktum är att en galax är ett stort gravitationsbundet system av kluster av materia, stjärnor, moln av gas och stoft, mörk materia och planeter. Dessutom rör sig alla objekt i galaxen i förhållande till det gemensamma masscentrumet - ett supermassivt svart hål som ligger i hjärtat av galaxer. Konstigt, eller hur? Därför kikar forskare in i rymdens djup och försöker ta reda på så mycket som möjligt om denna mystiska plats.

Bakgrundsstrålning (eller kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning) är termisk strålning som fyller universum jämnt. Man tror att relikstrålningen har sitt ursprung i det tidiga universums era, det vill säga strax efter Big Bang

Vilken form har galaxer?

Du kanske blir förvånad, men detaljerade studier av galaxer började inte förrän på 1920-talet. Medan stjärnorna och planeterna aldrig har berövats mänsklig uppmärksamhet, lade den framstående vetenskapsmannen Edwin Hubble grunden för extragalaktisk astronomi. Han bevisade att många av nebulosorna som observerades av astronomer visade sig vara andra galaxer som består av otaliga stjärnor. Hubble har studerat över tusen galaxer och bestämt avstånden till några av dem. Dessutom var det Edwin Hubble som först identifierade tre huvudtyper av galaxer: spiralformade, elliptiska och oregelbundna. Det visade sig att spiralgalaxer i universums storhet är vanligare än andra. Tja, mer än hälften av galaxerna är spiralformade, inklusive Vintergatan, Andromedagalaxen och Triangelgalaxen. Men varför?

Magnetiska fält är nyckeln till att reda ut spiralgalaxernas mysterier

Forskare är fortfarande förbryllade över spiralgalaxer och hur de tar form, med graciösa armar fulla av stjärnor. Faktum är att spiralgalaxer är den ikoniska formen för de flesta galaxer i universum. I ett försök att förstå varför, tittar astronomer noga på spiralgalaxer som skiljer sig från Vintergatan. Forskare observerade nyligen galaxen M77, även känd som NGC 1068, med hjälp av SOFIA stratosfärobservatoriet för infraröd astronomi och presenterade sina resultat i en ny studie, som snart kommer att publiceras i The Astrophysical Journal.

Ett magnetfält är en speciell typ av materia genom vilken interaktionen mellan rörliga laddade partiklar utförs.

Enligt författarna till verket i ett officiellt pressmeddelande spelar magnetfält en stor roll i bildandet av spiralgalaxer som M77. Magnetiska fält är osynliga, men kan påverka utvecklingen av galaxer. Idag förstår forskare ganska väl hur tyngdkraften påverkar galaktiska strukturer, men magnetfältens roll i dessa processer återstår att se.

M77 är en spiralgalax cirka 47 miljoner ljusår från jorden. Forskarna drog slutsatsen att M77 har en aktiv galaktisk kärna, som innehåller ett supermassivt svart hål som är dubbelt så massivt som Skytten A*, det svarta hålet i mitten av Vintergatan. M77 är större i storlek än Vintergatan: dess radie är cirka 85 000 ljusår, och Vintergatans radie är cirka 53 000. Det finns dock cirka 300 miljarder stjärnor i M77-galaxen, medan det i Vintergatan finns cirka 250 miljarder upp till 400. M77:s spiralarmar är fyllda med områden med intensiv stjärnbildning, så kallade stjärnutbrott. Magnetfältslinjerna följer spiralarmarna tätt, även om de inte kan ses med ett vanligt teleskop. Lyckligtvis kan SOFIA göra detta, vilket får astronomer att veta att förekomsten av magnetfält stöder en allmänt känd teori som förklarar hur spiralgalaxernas armar tar form. Det kallas "densitetsvågsteori".

Densitetsvågteori föreslogs på 1960-talet för att förklara spiralstrukturen hos spiralgalaxer. Enligt denna teori är spiralgalaxernas armar inte materiella formationer, utan områden med ökad täthet, som i huvudsak liknar trafikstockningar.

Så de galaktiska armarna är den synliga delen av själva täthetsvågorna, och stjärnorna rör sig in och ut ur dem. Således är spiralgalaxernas armar inte permanenta strukturer gjorda av stjärnor, även om de ser ut så. Observationer med SOFIA har visat att magnetfältslinjer sträcker sig längs hela M77-galaxens arm på ett avstånd av 24 000 ljusår. Enligt de erhållna resultaten komprimerar gravitationskrafterna som hjälpte till att skapa galaxens spiralform, så att säga, de magnetiska fälten och bekräftar därigenom teorin om densitetsvågor. Ren rymdgalenskap, eller hur?

Den här studien handlar dock bara om en spiralgalax, så astronomerna har fortfarande mycket arbete framför sig. Det är fortfarande okänt vilken roll magnetfältslinjerna kan spela i strukturen av andra galaxer, inklusive de felaktiga, men trots ett stort antal frågor har vi redan lärt oss mycket om den värld vi lever i och denna kunskap väcker bara nyfikenhet.