银河系为什么是螺旋(银河系为什么是螺旋状)


长期以来困扰着科学家的一个问题是,我们的银河系为什么形成具有优雅螺旋形状?

“美国大学空间研究协会”昨天宣布,对另一个星系的观察也许能够解释原因。

根据对平流层红外天文台(SOFIA)的观察数据研究,磁场在塑造星系这种对称结构方面发挥着重要作用。

美国航空航天局艾姆斯研究中心的恩里克·洛佩兹-罗德里格斯

博士说:“磁场是看不见的,但是它们可能会影响星系的演化。我们对引力如何影响银河结构有了很好的了解,但是我们才刚刚开始学习磁场的作用。”

螺旋星系中的磁场与整个星系中的旋臂对应,跨越24000光年。 磁场与恒星形成的对应意味着,产生星系螺旋形状的引力也正在压缩磁场。 这种对齐方式支持了关于如何将星系旋臂压入其螺旋形状的理论,即“密度波理论”。

科学家测量了沿银河系旋臂NGC 1068(M77星系)的磁场。结果显示为紧贴旋臂的流线。

M77星系位于Cetus星座中,距我们有4700万光年。 它的中心有一个超大质量的活跃黑洞,其质量是银河系中心黑洞的两倍。 旋臂上充满由气体和强烈的恒星形成区域,称为星暴。

“对平流层红外天文台”的红外观测揭示了人眼无法见到的东西:紧随新生恒星的旋臂的磁场。 这印证了“密度波理论”。 该理论指出,旋臂上的灰尘,气体和星星没有像风扇上的叶片那样固定在适当的位置。 取而代之的是,其中的物质在引力作用下沿着旋臂移动,就像传送带上的物品一样。

磁场对准延伸到了巨大的臂的整个长度上,大约24000 光年 。 这可能暗示着产生星系螺旋形状的引力也在压缩其磁场,从而支持了密度波理论。

罗德里格斯说:“这是我们第一次看到如此巨大的磁场与恒星在旋臂中对齐。拥有SOFIA这样的观察证据来支持理论总是令人兴奋的。”

众所周知,天体磁场很难观察到。 SOFIA的最新仪器,高分辨率机载宽带Camera-Plus(HAWC +)使用远红外光观察天体尘埃,这些尘埃垂直于磁场线排列。 根据这些结果,天文学家可以推断出原本不可见的磁场的形状和方向。远红外光提供有关磁场的关键信息,因为该信号不受其它信号源的污染,例如散射的可见光和高能粒子的辐射。SOFIA利用远红外光(特别是89微米波长)研究星系的能力揭示了其磁场的未知面。

《 天体物理学杂志》发表了这份报告。