Magnetiska fält i NGC 1086, eller M77, visas som strömlinjer över en sammansatt bild med synligt ljus och röntgen av galaxen från rymdteleskopet Hubble, Den nukleära spektroskopiska matrisen, och Sloan Digital Sky Survey. De magnetiska fälten är i linje längs hela längden av de massiva spiralarmarna - 24, 000 ljusår tvärsöver (0,8 kiloparsecs) – vilket antyder att gravitationskrafterna som skapade galaxens form också komprimerar galaxens magnetfält. Detta stöder den ledande teorin om hur spiralarmarna tvingas in i sin ikoniska form, känd som "densitetsvågsteori". SOFIA studerade galaxen med hjälp av långt infrarött ljus (89 mikron) för att avslöja aspekter av dess magnetfält som tidigare observationer med hjälp av synliga och radioteleskop inte kunde upptäcka. Kredit:NASA/SOFIA; NASA/JPL-Caltech/Roma Tre Univ.
En fråga som länge har förbryllat forskarna är hur vår galax Vintergatan som har en elegant spiralform med långa armar, tog denna form.
Universities Space Research Association meddelade idag att nya observationer av en annan galax kastar ljus över hur spiralformade galaxer som vår egen får sin ikoniska form.
Enligt forskning från Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), magnetiska fält spelar en stark roll för att forma dessa galaxer. "Magnetiska fält är osynliga, men de kan påverka utvecklingen av en galax, " sa Dr. Enrique Lopez-Rodriguez, en Universities Space Research Association-forskare vid SOFIA Science Center vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley. "Vi har en ganska bra förståelse för hur gravitationen påverkar galaktiska strukturer, men vi har precis börjat lära oss vilken roll magnetfält spelar."
Magnetiska fält i spiralgalaxen är i linje med spiralarmarna över hela galaxen - mer än 24, 000 ljusår i diameter. Magnetfältets inriktning med stjärnbildningen innebär att gravitationskrafterna som skapade galaxens spiralform också komprimerar magnetfältet. Inriktningen stöder den ledande teorin om hur armarna tvingas in i sin spiralform, känd som "densitetsvågsteori".
Forskare mätte magnetfält längs spiralarmarna i galaxen NGC 1068, eller M77. Fälten visas som strömlinjer som tätt följer de cirklande armarna.
Galaxen M77 ligger 47 miljoner ljusår bort i stjärnbilden Cetus. Det har ett supermassivt aktivt svart hål i mitten som är dubbelt så massivt som det svarta hålet i hjärtat av vår Vintergatans galax. De virvlande armarna är fyllda med damm, gas och områden med intensiv stjärnbildning som kallas starbursts.
SOFIAs infraröda observationer avslöjar vad mänskliga ögon inte kan:magnetiska fält som tätt följer spiralarmarna fyllda med nyfödda stjärnor. Detta stöder den ledande teorin om hur dessa armar tvingas till sin ikoniska form, känd som "densitetsvågsteori". Det står att damm, gas och stjärnor i armarna är inte fixerade på plats som blad på en fläkt. Istället, materialet rör sig längs armarna när gravitationen komprimerar det, som föremål på ett löpande band.
Magnetfältets inriktning sträcker sig över hela längden av massivet, armar - ungefär 24, 000 ljusår i diameter. Detta innebär att gravitationskrafterna som skapade galaxens spiralform också komprimerar dess magnetfält, stödjer teorin om densitetsvågor. Resultaten publiceras i Astrofysisk tidskrift .
"Det här är första gången vi har sett magnetiska fält inriktade i så stor skala med nuvarande stjärnfödelse i spiralarmarna, ", sa Lopez-Rodriquez. "Det är alltid spännande att ha observationsbevis som detta från SOFIA som stödjer teorier."
Himmelska magnetfält är notoriskt svåra att observera. SOFIAs senaste instrument, den högupplösta Airborne Wideband Camera-Plus, eller HAWC+, använder långt infrarött ljus för att observera himmelska dammkorn, som ligger vinkelrätt mot magnetfältslinjer. Från dessa resultat, astronomer kan sluta sig till formen och riktningen på det annars osynliga magnetfältet. Långt infrarött ljus ger nyckelinformation om magnetfält eftersom signalen inte är förorenad av emission från andra mekanismer, som spritt synligt ljus och strålning från högenergipartiklar. SOFIA:s förmåga att studera galaxen med långt infrarött ljus, specifikt vid 89 mikron våglängd, avslöjade tidigare okända aspekter av dess magnetfält.
Ytterligare observationer som dessa från SOFIA är nödvändiga för att förstå hur magnetfält påverkar bildandet och utvecklingen av andra typer av galaxer, som de med oregelbundna former.
