Billedkredit: NRAO
Astronomer, der studerer gasskyer i den berømte Whirlpool Galaxy, har fundet vigtige spor, der understøtter en teori, der forsøger at forklare, hvordan galaksernes spektakulære spiralarme kan vedvare i milliarder af år. Astronomerne anvendte teknikker, der blev brugt til at studere lignende gasskyer i vores egen Mælkevej som dem, der var i spiralarme i en nabogalakse for første gang, og deres resultater styrker en teori, der først blev foreslået i 1964.
Whirlpool Galaxy, cirka 31 millioner lysår fjern, er en smuk spiral i stjernebilledet Canes Venatici. Også kendt som M51, det ses næsten med ansigt fra Jorden og er velkendt for amatørastronomer og har været omtalt i utallige plakater, bøger og tidsskriftsartikler.
”Denne galakse var et godt mål for vores undersøgelse af spiralarme og hvordan stjernedannelse fungerer langs dem,” sagde Eva Schinnerer fra National Radio Astronomy Observatory i Socorro, NM. ”Det var ideelt for os, fordi det er en af de nærmeste ansigtsspiraler på himlen,” tilføjede hun.
Schinnerer arbejdede med Axel Weiss fra Institute for Millimeter Radio Astronomy (IRAM) i Spanien, Susanne Aalto fra Onsala Space Observatory i Sverige og Nick Scoville fra Caltech. Astronomerne præsenterede deres fund på det amerikanske astronomiske selskabs møde i Denver, Colorado.
Forskerne analyserede radioemission fra CO 2 -molekyler i kæmpe gasskyer langs M51s spiralarme. Ved hjælp af teleskoper ved Caltechs Owens Valley Radio Observatory og det 30 meter lange radioteleskop fra IRAM var de i stand til at bestemme temperaturerne og mængderne af turbulens i skyerne. Deres resultater giver stærk støtte til en teori om, at ”tæthedsbølger” forklarer, hvordan spiralarme kan fortsætte i en galakse uden at vikle sig så tæt, at de faktisk forsvinder.
Densitetsbølgeteorien, foreslået af Frank Shu og C.C. Lin i 1964 siger, at en galakas spiralmønster er en bølge med højere densitet eller kompression, der drejer sig om galaksen med en hastighed, der er forskellig fra galaxens gas og stjerner. Schinnerer og hendes kolleger studerede en region i en af M51s spiralarme, der formodentlig netop har overhalet og passeret gennem tæthedsbølgen.
Deres data viser, at gas på bagkanten af spiralarmen, som for nylig har passeret gennem tæthedsbølgen, er både varmere og mere turbulent end gas i den forreste kant af armen, som ville have passeret gennem tæthedsbølgen længere siden .
”Dette er, hvad vi ville forvente af tæthedsbølgeteorien,” sagde Schinnerer. ”Den gas, der passerede gennem tæthedsbølgen tidligere, har haft tid til at afkøle og miste turbulensen forårsaget af passagen,” tilføjede hun.
”Vores resultater viser for første gang, hvordan tæthedsbølgen fungerer i en sky-skala, og hvordan den fremmer og forhindrer stjernedannelse i spiralarme,” sagde Aalto.
Det næste trin, siger forskerne, er at se på andre spiralgalakser for at se, om et lignende mønster er til stede. Det bliver nødt til at vente, sagde Schinnerer, fordi radioemissionen fra CO-molekyler, der giver information om temperatur og turbulens, er meget svag.
”Når Atacama Large Millimeter Array (ALMA) kommer på nettet, vil den have evnen til at udvide denne type undersøgelse til andre galakser. Vi ser frem til at bruge ALMA til at teste tæthedsbølgemodellen mere grundigt, ”sagde Schinnerer. ALMA er et observationscenter på millimeterbølger, der bruger 64 parabolantenner med en diameter på 12 meter i Atacama-ørkenen i det nordlige Chile. Nu under opførelse vil ALMA give astronomer en hidtil uset evne til at studere universet ved millimeterbølgelængder.
Whirlpool Galaxy blev opdaget af den franske kometjæger Charles Messier den 13. oktober 1773. Han inkluderede den som objekt nummer 51 i hans nu berømte katalog over astronomiske genstande, der i et lille teleskop kunne forveksles med en komet. I 1845 opdagede den britiske astronom Lord Rosse spiralstrukturen i galaksen. For amatørastronomer, der bruger teleskoper i steder med mørk himmel, er M51 et showpiece-objekt.
National Radio Astronomy Observatory er en facilitet fra National Science Foundation, der drives under samarbejdsaftale af Associated Universities, Inc.
Original kilde: NRAO nyhedsmeddelelse
