A spirálgalaxisok rejtélye évszázadok óta foglalkoztatja a csillagászokat
A Whirlpool-galaxis, más néven M51, a klasszikus grand design spirálgalaxis mintapéldája. 1845-ben ismerték fel elsőként spirálszerkezetű égitestként, bár akkoriban a csillagászok még ködöknek vélték ezeket az objektumokat. Edwin Hubble csak az 1920-as évek elején bizonyította be, hogy léteznek más galaxisok is a Tejútrendszeren kívül. Napjainkban több százezer spirálgalaxist ismerünk, bár pontos számukat nem tudjuk meghatározni.
A spirálgalaxisok az egyik legkönnyebben felismerhető természetes objektumok közé tartoznak. Első pillantásra egyszerűnek tűnnek, mintha könnyedén megmagyarázhatnánk a szerkezetüket, ám a valóságban korántsem ez a helyzet. Úgy látszik, mintha a csillagok és a gáz a spirálkarokban a galaxis közepe körül keringene, de ez a magyarázat nem működik a belső régiók gyorsabb forgása miatt.
A galaxis korongjának belső része ugyanis gyorsabban forog, mint a külső spirálkarok. Néhány százmillió év alatt, néhány forgás után a spirálkaroknak egyre szorosabbra kellene tekeredniük, amíg a spirálszerkezet teljesen el nem tűnik. Mivel ez nem következik be, más magyarázatot kell keresnünk a jelenségre, ami elvezetett a sűrűséghullám-elmélethez.
A sűrűséghullám-elmélet és a spirálkarok megmaradásának kérdése
A sűrűséghullám-elmélet szerint a spirálkarok maguk is egy hullámmintázatot alkotnak, hasonlóan egy forgalmi dugóhoz. A dugó maga fennmarad, miközben az azt alkotó autók folyamatosan cserélődnek. Ez az elmélet részben megmagyarázza a spirálgalaxisokban megfigyelhető jelenségeket, de nem ad választ minden kérdésre, különösen arra, hogy a karok miért maradnak fenn olyan hosszú ideig.
A fizikai erők ugyanis idővel le kellene csillapítsák ezt a hullámmintázatot. Ezért a csillagászok folyamatosan keresik a választ arra, hogyan jönnek létre és maradnak fenn a spirálkarok. Ehhez kapcsolódó kérdésként merül fel, hogy egyes galaxisok miért rendelkeznek két, míg mások több karral, ami segíthet a nagyobb rejtély megoldásában.
Új kutatások az Astrophysical Journal hasábjain jelentek meg, amelyek az ESA Euclid űrteleszkópjának megfigyeléseire támaszkodnak. A tanulmány címe Galaxy Spiral Arm Count versus Concentration and Mass: A First Look with Euclid, és Beverly Smith, az East Tennessee State University csillagászprofesszora vezette a munkát. A kutatók a kétkarú és háromkarú spirálgalaxisokat hasonlították össze, hogy jobban megértsék a mögöttük rejlő folyamatokat.
Az Euclid űrteleszkóp adatai új távlatokat nyitottak a kutatásban
A két éve indított Euclid űrteleszkóp az Univerzum tágulását tanulmányozza, és méri a galaxisok vöröseltolódását akár tízmilliárd évre visszamenőleg. A küldetés során a kutatók azt remélik, hogy a vöröseltolódások és a galaxisok alakjának elemzésével összefüggést találhatnak a sötét energia és a világegyetem tágulási üteme között. Ugyanezek a megfigyelések azonban lehetővé tették a spirálkarok felismerését is több milliárd fényévnyi távolságból.
A kutatás során több mint 380 ezer galaxist azonosítottak az Euclid adataiban, és kiszűrték azokat, amelyeknél a karok száma nem volt egyértelműen meghatározható. Az eredmények szerint a spirálgalaxisok mintegy 60-70 százaléka kétkarú, míg 15-20 százalékuk háromkarú. Az egykarú galaxisok rendkívül ritkák, tömegük pedig lényegesen kisebb a kétkarúakéhoz képest.
A kutatók arra is rájöttek, hogy a nagy központi dudorral rendelkező galaxisok, beleértve a Tejútrendszert is, általában két domináns spirálkarral bírnak. Ezzel szemben a kevésbé masszív középpontú galaxisok gyakran több karral rendelkeznek, ami összhangban van a számítógépes szimulációk eredményeivel. A kétkarú spirálok átlagos csillagkeletkezési rátája alacsonyabb, míg a háromkarúaké magasabb, ami a teljes tömeg különbségeivel magyarázható.
© : NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Forrás: Universetoday.com
