Wiatry galaktyczne pomagają zrozumieć ewolucję galaktyk

Zdjęcie przedstawia linie pola magnetycznego w Galaktyce Cygaro (M82). Owe linie ułożone są wzdłuż biegunowych wypływów (czerwony) będących skutkiem wysokiego tempa powstawania nowych gwiazd. Źródło: NASA/SOFIA/E. Lopez-Rodriguez; NASA/Spitzer/J. Moustakas et al.

Galaktyka Cygaro (znana także jako M82) znana jest ze swojego wyjątkowego tempa tworzenia nowych gwiazd. Nowe gwiazdy powstają w niej 10 razy szybciej niż w Drodze Mlecznej. Teraz, nowe dane zebrane przez Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) wykorzystano do dokładniejszego zbadania galaktyki i odkrycia jak materia, która wpływa na ewolucję galaktyk może przedostawać się w przestrzeń międzygalaktyczną.

Badacze odkryli, po raz pierwszy w historii, że wiatry galaktyczne wypływające z centrum galaktyki Cygaro są skierowane wzdłuż pola magnetycznego i transportują ogromne ilości gazu i pyłu – równowartość masy 50-60 milionów mas słońca.

“Przestrzeń między galaktykami nie jest pusta” mówi Enrique Lopez-Rodriguez, badacz z USRA pracujący w zespole obserwatorium SOFIA. “Przestrzeń ta zawiera gaz i pył, które stanowią budulec nowych gwiazd i galaktyk. Teraz wiemy jak ta materia wydostaje się z czasem z wnętrza galaktyk”.

Oprócz tego, że jest to klasyczny przykład galaktyki gwiazdotwórczej (ponieważ powstaje w niej wyjątkowo dużo nowych gwiazd w porównaniu z większością innych galaktyk), M82 charakteryzuje się także silnymi wiatrami wywiewającymi gaz i pył w przestrzeń międzygalaktyczną. Astronomowie od dawna podejrzewali, że owe wiatry mogą także wyciągać pole magnetyczne w tym samym kierunku, jednak pomimo licznych badań, nie mieliśmy żadnego obserwacyjnego potwierdzenia tej teorii.

Badacze korzystający z powietrznego obserwatorium SOFIA odkryli bezsprzecznie, że wiatry emitowane przez Galaktykę Cygaro nie tylko wywiewają ogromne ilości gazu i pyłu w przestrzeń międzygalaktyczną, ale także ciągną za sobą pole magnetyczne przez co jest ono ustawione prostopadle względem dysku galaktyki. Co ciekawe, wiatr wyciąga pole magnetyczne na 2000 lat świetlnych- czyli niemal całą szerokość strumienia wiatrów.

“Jednym z głównych celów tych badań była ocena tego jak wydajnie wiatr galaktyczny może ciągnąć za sobą pole magnetyczne” mówi Lopez-Rodriguez. “Nie spodziewaliśmy się tego, żeby pole magnetyczne było ustawione zgodnie z kierunkiem wiatru na tak rozległym obszarze”.

Obserwacje wskazują, że intensywne wiatry związane z aktywnością gwiazdotwórczą mogą być jednym z mechanizmów odpowiedzialnych za zasiewanie materii i wprowadzanie pola magnetycznego w pobliski ośrodek międzygalaktyczny. Jeżeli podobne procesy miały miejsce na wczesnych etapach historii wszechświata, mogły wpłynąć na fundamentalne procesy ewolucji pierwszych galaktyk.

Wyniki obserwacji opublikowano w grudniu 2018 roku w periodyku Astrophysical Journal Letters.

HAWC+ (High resolution Airborne Wideband Camera-Plus), najnowszy instrument na pokładzie SOFIA wykorzystuje daleką podczerwień do obserwowania ziaren pyłu w przestrzeni kosmicznej, ustawiających się wzdłuż linii pola magnetycznego. W ten sposób astronomowie mogą określać kształt i kierunek niewidocznego w inny sposób pola magnetycznego.

“Badanie międzygalaktycznych pól magnetycznych – i ich ewolucji – stanowią klucz do zrozumienia procesów ewolucji galaktyk na przestrzeni historii wszechświata” mówi Terry Jones, emerytowany profesor na Uniwersytecie Minnesoty w Minneapolis.

Źródło: JPL

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.