Научни новини

Структурата е доста загадъчна, когато се замислите - както си помисли читателят Грег Роджърс:

Това, което винаги ме е изненадвало при спиралните галактики, е, че ръцете им са увити около тях за не повече от половин галактика. Тъй като външната част се върти по-бавно около ядрото, може да се очаква да се намерят галактики, чиито ръце са увити многократно около ядрото. Вселената не е ли достатъчно стара, за да могат в нея да се появят толкова силно въртящи се галактики?

Да разгледаме всякакви спирални галактики, но всички те ще имат подобна очевидна структура.

От централното ядро няколко спирални рамена се простират навън - обикновено две до четири -, които се увиват около галактиката, докато се отдалечават от центъра. Едно от фантастичните открития от 70-те години, които влязоха в противоречие с очакванията, беше, че скоростта на звездите в орбита около галактиката не намалява, тъй като те се отдалечават от ядрото - както се случва с планетите в Слънчевата система, които пътуват в по-бавни, колкото по-далеч са от центъра. Скоростта на въртене на звездите остава постоянна - това е друг начин да се каже, че кривите на въртене на галактиките имат плосък профил.

Измерихме това, като изучихме галактиките, разположени до нас, и изчислихме какво червено или синьо изместване показват звездите спрямо разстоянието им от центъра на галактиката. И въпреки че скоростите на отделните звезди практически не се променят, една звезда, разположена два пъти по-далеч от центъра, обикаля около него два пъти по-бавно и разположена десет пъти по-нататък - десет пъти по-бавно.

Но както показват снимките на галактики, те не се извиват многократно. В повечето случаи ръкавите не се увиват около галактиката нито веднъж! Когато това свойство на галактиките беше разкрито за първи път, това означаваше поне следното: тези спирални рамена бяха несъществени, това е просто външен вид. И това е вярно, независимо дали галактиките са изолирани или не. Но има и повече, ако се вгледате внимателно.

Забелязвате ли розовите петна по ръкавите? Те се появяват там, където присъстват активни области на новозвездни образувания. Розова точка - излишък на излъчена светлина при точно определена дължина на вълната: 656,3 nm. Това излъчване възниква, когато новите звезди изгарят достатъчно ярко, за да йонизират газове, а след това, когато електроните се съберат с протони, новообразуваните водородни атоми излъчват светлина с определена честота, включително тази, която прави тези региони розови.

Това ни подсказва, че тези спирални рамена са съставени от региони, в които материалната плътност е по-висока, отколкото в други части на галактиката, и че звездите свободно влизат и излизат от тези рамена с течение на времето.

Идеята зад това съществува от 1964 г. и е известна като теория на плътността на вълните. Теорията гласи, че ръкавите остават на едни и същи места с течение на времето, тъй като задръстванията остават на едни и същи места. Отделни обекти (звезди в галактиката, коли на пътя) могат да се движат през тях, но приблизително еднакъв брой обекти винаги остава във „задръстване“ във всеки един момент. Поради това местоположението на уплътнените площи остава непроменено.

Физиката на процеса е проста: звездите в определени региони създават силите на гравитацията, с които сме свикнали, и именно те запазват своята спирална форма. С други думи, ако започнем с регион с повишена плътност на газа и оставим диска си да се върти, ще получим първоначалния набор от области, в които звездите се образуват за първи път: прото-рамена. С еволюцията на галактиката тези оръжия - и региони с повишена плътност - се запазват само от въздействието на гравитацията.

Изненадващо, този ефект работи също толкова добре в присъствието на тъмна материя, заобикаляща галактиката под формата на гигантски ореол, и в нейно отсъствие.

Вляво - галактика без тъмна материя, вдясно - с тъмна материя

И макар предположенията на въпроса на Грег да са били неправилни, тъй като външните звезди на галактиката се движат със същата скорост като вътрешните, ръцете никога не се увиват, независимо от възрастта на галактиката - просто поради физиката на самата галактика . Подобно на задръстванията, звездите, газът и прахът, които по всяко време се оказват в спиралните рамена, са в по-плътна среда и когато избухнат, разстоянието от тях до други звезди се увеличава - това е положението на нашето Слънце днес .

Харесвате ли нашия сайт? Присъединете се или се абонирайте (известия за нови теми ще се изпращат по пощата) на нашия канал в Mirtesen!