Galaksi spiral adalah bentuk ikonik. Mereka digunakan dalam logo produk dan pelbagai jenis tempat lain. Malah kita tinggal dalam satu. Walaupun nampak jelas bagaimana bentuknya dengan berputar, itu tidak berlaku.
Para saintis masih bingung dengan galaksi lingkaran, dan bagaimana mereka memperoleh bentuknya, dengan lengan elegan penuh bintang. Ahli astronomi yang bekerjasama dengan SOFIA, Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, sedang mengkaji peranan peranan medan magnet dengan memerhatikan galaksi lingkaran selain daripada kita sendiri. Baru-baru ini, saintis SOFIA mengamati galaksi M77, juga dikenal sebagai NGC 1068, dan membentangkan hasilnya dalam kajian baru.
Kajian baru ini bertajuk "SOFIA / HAWC + mengesan medan magnet di NGC 1068" dan akan diterbitkan dalam Jurnal Astrofizik. Penulis utama adalah Enrique Lopez-Rodriguez, seorang saintis Persatuan Penyelidikan Angkasa Universiti di Pusat Sains SOFIA di Pusat Penyelidikan Ames NASA.
"Medan magnet tidak dapat dilihat, tetapi mungkin mempengaruhi evolusi galaksi," kata Lopez-Rodriguez dalam siaran pers. "Kami mempunyai pemahaman yang cukup baik tentang bagaimana graviti mempengaruhi struktur galaksi, tetapi kami baru mula belajar peranan medan magnet."
M77 adalah galaksi lingkaran sekitar 47 juta tahun cahaya. Ia adalah galaksi spiral terlarang, walaupun bar tidak dapat dilihat dalam cahaya yang dapat dilihat. Ia mempunyai nukleus galaksi aktif, juga tidak terlihat dalam cahaya yang dapat dilihat, dan ia mempunyai lubang hitam supermasif (SMBH) yang dua kali lebih besar daripada Sgr A *, SMBH di pusat Bima Sakti. M77 lebih besar daripada Bima Sakti: sekitar 85.000 tahun cahaya dalam radius, dan Bima Sakti sekitar 53.000. M77 mempunyai kira-kira 300 bilion bintang, sementara Bima Sakti mempunyai antara 250 bilion hingga 400 bilion.
M 77 adalah galaksi spiral reka bentuk besar yang terdekat dengan kedua-dua nukleus galaksi aktif (AGN) dan ledakan bintang bulat nuklear bercahaya.
Lengan spiral M 77 penuh dengan kawasan pembentukan bintang yang sengit yang disebut starbursts. Garis medan magnet yang tidak kelihatan mengikuti lengan lingkaran, walaupun mata kita tidak dapat melihatnya. Tetapi SOFIA dapat, dan keberadaan mereka menyokong teori yang dipegang secara meluas yang menjelaskan bagaimana lengan ini mendapat bentuknya. Ia dipanggil "teori gelombang ketumpatan."
Sebelum teori gelombang ketumpatan dikembangkan pada pertengahan tahun 1960-an, ada masalah menjelaskan lengan lingkaran di galaksi. Menurut "masalah berliku" lengan lingkaran akan hilang setelah hanya beberapa orbit dan tidak dapat dibezakan dari galaksi yang lain.
Berikut adalah video ringkas yang menunjukkan masalah berliku.
Teori gelombang ketumpatan mengatakan bahawa lengan itu sendiri terpisah dari bintang dan gas dan debu yang bergerak melalui gelombang ketumpatan. Lengan adalah bahagian yang dapat dilihat dari gelombang ketumpatan itu sendiri, dan bintang-bintang bergerak masuk dan keluar dari gelombang. Oleh itu, lengan bukanlah struktur kekal yang diperbuat daripada bintang, walaupun seperti itulah rupa.
Berikut adalah video pendek yang menunjukkan bagaimana gelombang ketumpatan membuat lengan lingkaran dalam galaksi.
Pemerhatian SOFIA menunjukkan bahawa garis medan magnet membentang sepanjang lengan, jarak 24,000 tahun cahaya. Menurut kajian itu, daya graviti yang membantu membuat bentuk lingkaran galaksi memampatkan medan magnet, yang menyokong teori gelombang ketumpatan.
"Ini adalah pertama kalinya kita melihat medan magnet sejajar pada skala besar seperti kelahiran bintang semasa di lengan lingkaran," kata Lopez-Rodriquez. "Selalu menggembirakan mempunyai bukti pemerhatian yang menyokong teori."
Garis medan magnet di galaksi sangat sukar untuk diperhatikan, dan instrumen terbaru SOFIA memungkinkan. Ia dipanggil HAWC +, atau Airborne Wideband Camera-Plus dengan resolusi tinggi. HAWC + berfungsi di inframerah jauh untuk memerhatikan butiran debu, yang sejajar tegak lurus dengan garis medan magnet di M77. Itu membolehkan ahli astronomi menyimpulkan bentuk dan arah medan magnet yang mendasari.
Terdapat banyak kemungkinan gangguan pada M 77, seperti cahaya yang kelihatan tersebar dan radiasi dari zarah tenaga tinggi, tetapi inframerah jauh tidak dipengaruhi olehnya. Keupayaan SOFIA untuk melihat dalam panjang gelombang 89 mikron memungkinkannya melihat butiran debu dengan jelas. HAWC + juga merupakan polarimeter pencitraan, sebuah alat yang mengukur dan menafsirkan tenaga elektromagnetik terpolarisasi.
Kajian ini hanya berkaitan dengan galaksi lengan spiral tunggal, jadi masih ada banyak kerja yang perlu dilakukan. Tidak jelas bagaimana garis medan magnet mungkin berperanan dalam struktur galaksi lain, termasuk yang tidak tetap. Tetapi sepertinya pasukan ini telah mengembangkan kaedah untuk mengkaji galaksi tersebut.
Seperti yang mereka katakan dalam kesimpulan makalah mereka, "Hasil yang disajikan di sini, bersama dengan kajian sebelumnya M 82 dan NGC 253 (Jones et al. 2019), memberikan bukti bahawa polarimetri FIR (Jauh-Inframerah) dapat menjadi alat yang berharga untuk mengkaji struktur medan magnet di galaksi luaran, terutamanya di kawasan dengan kedalaman optik tinggi. "
Lagi:
- Siaran Akhbar: Cara Membentuk Spiral Galaxy
- Kertas Penyelidikan: SOFIA / HAWC + mengesan medan magnet di NGC 1068
- HAWC +
- Space Magazine: Messier 77 - Cetus A Barred Spiral Galaxy
