Hubble-rumteleskopet har givet os et smukt billede af den spærrede spiralgalakse NGC 7773. Dette er en klassisk galakse af denne type og fremhæver den lyse stang af koncentrerede stjerner, der forankrer galaksens staselige spiralarme. Det blev fanget med Hubbles arbejdshest Wide Field Camera 3 (WFC3.)
NGC 7773 er næsten 400 millioner lysår væk i Pegasus-stjernebilledet. Vi har vidst om det i lang tid. Det blev opdaget i 1790 af William Herschel, en anden velkendt af astronomientusiaster. Herschel opdagede Uranus såvel som mange andre galakser, stjerneklynger og tåge.
Navnet 'spærret spiral galakse' kræver ikke for meget forklaring. Spiralgalakser er kendt for ethvert skolebarn, og den spærrede type er sandsynligvis bare en ældre, mere moden spiralgalakse. Den lyse bar er et område med koncentrerede stjerner og stjernefødsel.
Yngre spiralgalakser mangler den lyse bjælke i midten. Astronomer er temmelig sikre på, at når en spiral galakse ældes, trækkes stjernedannende gas mod midten, hvor den samles sammen til stjerner. I den stellar gartneri er unge stjerner så lyse fra vores fjerne udsigtspunkt, at det er vanskeligt at skelne mellem individuelle stjerner.
Barrelerede spiralgalakser er ikke sjældne, og Hubble og andre teleskoper har afbildet en hel del af dem gennem årene.
Dette er smukke, ærefrygtindgydende strukturer. Det, der er fascinerende ved dem, er, at vi meget godt lever i et af disse gigantiske skønheder. Vi ved, at Mælkevejen er en spiralgalakse, og i 1960'erne begyndte vi at formode, at det er en spærret spiral. Derefter i 1975 i en artikel med titlen "Modeller til de indre regioner af galaksen", forsker W.L. Peters udviklede en spærret spiralmodel af Mælkevejen, der forklarede fremtrædende træk i galaksens spiralarme.
Men vi kan faktisk ikke se baren. I det mindste ikke optisk.
I 1980'erne opdagede radioteleskoper gas i Mælkevejen, der antydede om barens eksistens. Derefter i 1990'erne tilføjede observationer fra 2-Micron All-Sky Survey (2MASS) flere bevis for baren. Men der er meget frygteligt støv at prøve at se gennem i den del af galaksen. Astronomer var ikke sikre, men beviserne voksede.
I 2003 lancerede NASA Spitzer-rumteleskopet, et kraftfuldt infrarødt teleskop, der bedre kunne se ind i galaksen end nogen af dens forgængere. Et team af astronomer brugte Spitzers magt til at kigge gennem støvet og se på 30 millioner stjerner i Mælkevejens centrale region. Dette er vanskeligt at gøre, og en af de involverede astronomer beskrev det som forsøg på at finde grænserne for skoven dybt inde i den.
”Dette er det bedste bevis nogensinde for denne lange centrale bar i vores galakse,” sagde Ed Churchwell dengang. Churchwell er UW-Madison professor i astronomi og seniorforfatter af en artikel, der beskrev arbejdet i Astrophysical Journal Letters.
Hovedforfatter Robert Benjamin, også fra University of Wisconsin, tilføjede, ”Hidtil er dette det bedste bevis for en lang bar i vores galakse. Det er svært at argumentere med disse data. ”
De fandt endelig bevis for, at baren er der, og at den strækker sig længere end tidligere antaget. Det når halvdelen af afstanden fra galakse-centret til vores sol, ca. 27.000 lysår. På tidspunktet for opdagelsen sagde Churchwell: ”Det er en vigtig komponent i vores galakse og er dybest set forblevet skjult indtil nu. Det faktum, at det er stort, betyder, at det vil have en stor indflydelse på dynamikken i den indre del af vores galakse. ”
Spørgsmålet er, hvordan påvirker denne store struktur galaksen? Hvilken rolle spiller den?
I spiralarmene, hvor vi tilbringer vores liv med at undre os over tingene, roterer stjernerne rundt om det galaktiske centrum hvert par hundrede millioner år. Men i baren rejser stjernerne på elliptiske baner, der fører dem mod og væk fra det galaktiske centrum, hvor det supermassive sorte hul, Skytten A-stjerne bor. Mens armene indeholder masser af unge og blå stjerner, indeholder linjen for det meste ældre, røde stjerner.
Churchwell troede, at stangen er som en sti, der bærer materiale mod det sorte hul. ”Denne bar bærer sandsynligvis stof ind i midten af galaksen og mater det sorte hul,” fortalte Churchwell Ny videnskabsmand i 2005.
Der er masser af spærrede spiraler, så de er stabile strukturer. Faktisk er cirka to tredjedele af alle galakser spærrede spiraler. Men hvad fortæller en tilstedeværelse os om Mælkevejen og fremtiden?
”Jeg tror ikke, at nogen virkelig fuldt ud forstår, hvordan barer dannes,” sagde Churchwell i 2005. ”Det, vi ved, er, at det ser ud til, at der er så mange spærrede galakser, at de skal være ret stabile. Astronomer skal komme med en slags model, der kan forklare stabiliteten i disse strukturer. ”
Men det var 2005, og nu næsten 15 år senere har astronomer lært et par flere ting.
Vi ved, at spiralgalakser bliver spærrede spiraler i løbet af omkring 2 milliarder år. Nuværende tankegang siger, at baren faktisk transporterer materiale ind i midten af galaksen, hvilket hjælper med at brænde dannelsen af nye stjerner og skabe en aktiv galaktisk kerne. Det menes, at en tæthedsbølge fra midten af galaksen skaber stangen. Over tid påvirker det stjerner længere og længere væk og skaber den selvforøgende bar.
Det ser også ud til, at spærrede galakser kan miste deres søjler. Over tid kan barstrukturen henfalde. Den masse bliver så stor, at det bliver ustabilt, og derefter bliver armene stubbe i udseende snarere end de smukke arme i Mælkevejen.
Vi har lært meget om vores egen Mælkevejs-galakse og om morfologien og udviklingen af galakser generelt. Men vi ved stadig ikke nøjagtigt, hvordan stangen, armene, udbulingen og det supermassive sorte hul i midten alle sammen arbejder for at forme Mælkevejen.
Men vi kan se, hvordan vi i løbet af nogle få årtier har lært meget. Forhåbentlig lærer vi meget mere i de næste par årtier.
Kilder:
- NASA Pressemeddelelse: Mature Galaxy Mesmerizes i New Hubble View
- Hubblesite-artikel: Hubble's View of Barred Spiral Galaxy NGC 1672
- Wikipedia-indgang: Barred Spiral Galaxy
- Undersøgelsesdokument: HVAD ER den Sande brud på spærrede spiraler?
- Forskningsartikel: Cirkelnære regioner i spærrede galakser II. Forhold til vært galakser
- Space Magazine: Nyt look for Mælkevejen
- Forskningsartikel: Modeller til de indre regioner af Galaxy. jeg
