Der er et nyt koncept i værkerne vedrørende udviklingen af galaktiske arme, og hvordan de bevæger sig over spiralgalaksenes struktur. Robert Grand, en ph.d.-studerende ved University College Londons Mullard Space Science Laboratory, brugte ny computermodellering for at antyde, at disse signaturfunktioner i spiralgalakser - inklusive vores egen Mælkevej - udvikler sig på andre måder end tidligere antaget.
Den aktuelt accepterede teori er, når spiralgalakser roterer, ”armene” er faktisk forbigående strukturer, der bevæger sig et kors den udfladerede skive af stjerner, der omgiver den galaktiske bule, men har ikke direkte indflydelse på de enkelte stjerners bevægelse. Dette ville fungere på samme måde som en "bølge" går over en mængde på en stadionbegivenhed. Bølgen bevæger sig, men de enkelte mennesker bevæger sig ikke sammen med den - snarere forbliver de siddende efter den er gået.
Men da Grand undersøgte denne foreslåede bevægelse ved hjælp af computermodeller af galakser, fandt han og hans kolleger, at det var det ikke hvad der havde tendens til at ske. I stedet for stjernerne faktisk bevægede sig med armene, snarere end at bevare deres positioner.
Det blev også observeret i disse modeller, at selve våben ikke er permanente træk, men snarere bryder sammen og reformerer i løbet af 80 til 100 millioner år. Grand antyder, at dette kan skyldes de kraftige tyngdekraftforskydningskræfter, der genereres ved galakets spinding.
”Vi simulerede udviklingen af spiralarme for en galakse med fem millioner stjerner over en periode på 6 milliarder år. Vi fandt, at stjerner er i stand til at migrere meget mere effektivt, end nogen tidligere troede. Stjernerne er fanget og bevæger sig langs armen af deres tyngdekraftpåvirkning, men vi tror, at armen til sidst bryder sammen på grund af forskydningskræfterne. ”
- Robert Grand
Computermodellerne viste også, at stjernerne langs forkanten af armene havde en tendens til at bevæge sig indad mod det galaktiske centrum, mens stjernerne, der forede de bageste ender, blev ført til den ydre kant af galaksen.
Da det tager hundreder af millioner af år for en spiralgalakse at færdiggøre blot en enkelt rotation, er det umuligt at gennemføre deres udvikling og morfologi i realtid. Forskere som Grand og hans simuleringer er nøglen til vores eventuelle forståelse af, hvordan disse stjerner med stjerner dannet og fortsætter med at forme sig til de enorme, varierede strukturer, vi ser i dag.
”Denne forskning har mange potentielle konsekvenser for den fremtidige observationsastronomi, ligesom Det Europæiske Rumagenturs næste hjørnestenmission, Gaia, som MSSL også er stærkt involveret i. Ud over at hjælpe os med at forstå udviklingen af vores egen galakse kan den have applikationer til regioner med stjerne dannelse. ”
- Robert Grand
Resultaterne blev præsenteret på Royal Astronomical Society's National Astronomy Meeting i Wales den 20. april. Læs pressemeddelelsen på Royal Astronomical Society's websted her.
Øverste billede: M81, en spiralgalakse, der ligner vores egen Mælkevej, er en af de lyseste galakser, der kan ses fra Jorden. Spiralarmene vinder helt ned i kernen og består af unge, blålige, varme stjerner dannet i de sidste par millioner år, mens den centrale bule indeholder ældre, rødere stjerner. Kredit: NASA, ESA og The Hubble Heritage Team (STScI / AURA)
