Hubble-rymdteleskopet har gett oss en vacker bild av den spärrade spiralgalaxen NGC 7773. Detta är en klassisk galax av denna typ och belyser den ljusa stången av koncentrerade stjärnor som förankrar galaxens ståtliga spiralarmar. Den fångades med Hubbles arbetshäst Wide Field Camera 3 (WFC3.)
NGC 7773 ligger nästan 400 miljoner ljusår bort i Pegasus-konstellationen. Vi har känt till det länge. Det upptäcktes 1790 av William Herschel, en kille som var välkänd för astronomientusiaster. Herschel upptäckte Uranus, liksom många andra galaxer, stjärnkluster och nebulosor.
Namnet "spärrad spiralgalaxi" kräver inte för mycket förklaring. Spiralgalaxier är bekanta för varje skolbarn, och den spärrade typen är förmodligen bara en äldre, mogenare spiralgalax. Den ljusa baren är ett område med koncentrerade stjärnor och stjärnfödelse.
Yngre spiralgalaxer saknar den ljusa baren i mitten. Astronomer är ganska säkra på att när en spiralgalax åldras dras stjärnbildande gas mot mitten, där den samlas ihop till stjärnor. I den stellar barnkammaren är unga stjärnor så ljusa från vår avlägsna utsiktspunkt att det är svårt att urskilja enskilda stjärnor.
Spärrade spiralgalaxier är inte sällsynta, och Hubble och andra teleskop har avbildat en hel del av dem genom åren.
Dessa är vackra, otroliga inspirerande strukturer. Det som är fascinerande med dem är att vi mycket väl kan bo i en av dessa gigantiska skönheter. Vi vet att Vintergatan är en spiralgalax, och på 1960-talet började vi misstänka att det är en spärrad spiral. Sedan 1975, i ett papper med titeln "Modeller för de inre regionerna av galaxen", forskare W.L. Peters utvecklade en spärrad spiralmodell av Vintergatan som förklarade framträdande drag i galaxens spiralarmar.
Men vi kan faktiskt inte se fältet. Åtminstone inte optiskt.
På 1980-talet upptäckte radioteleskop gas i Vintergatan som antydde om barns existens. Sedan på 1990-talet tillagde observationer från 2-Micron All-Sky Survey (2MASS) fler bevis för baren. Men det finns väldigt mycket damm att försöka se igenom den delen av galaxen. Astronomer var inte säkra, men bevisen växte.
Sedan 2003 lanserade NASA Spitzer Space Telescope, ett kraftfullt infrarött teleskop som kunde se in i galaxens hjärta bättre än någon av dess föregångare. Ett team av astronomer använde Spitzers makt för att kika igenom dammet och titta på 30 miljoner stjärnor i Vintergatan i centrala regionen. Detta är svårt att göra, och en av astronomerna involverade beskrev det som att försöka hitta skogens gränser djupt inne i den.
"Detta är det bästa beviset någonsin för denna långa centrala bar i vår galax," sade Ed Churchwell vid den tiden. Churchwell är UW-Madison professor i astronomi och seniorförfattare till en artikel som beskrev arbetet i Astrophysical Journal Letters.
Huvudförfattaren Robert Benjamin, också från University of Wisconsin, tilllade: ”Hittills är detta det bästa beviset för en lång bar i vår galax. Det är svårt att argumentera med dessa uppgifter. "
De hittade definitiva bevis på att baren finns där och att den sträcker sig längre än tidigare trott. Den når halva avståndet från galaxcentret till vår sol, cirka 27 000 ljusår. Vid upptäckten sade Churchwell: ”Det är en viktig del av vår galax och har i princip förblivit dold fram till nu. Det faktum att det är stort betyder att det kommer att ha en stor effekt på dynamiken i den inre delen av vår galax. "
Frågan är, hur påverkar denna stora struktur galaxen? Vilken roll spelar den?
I spiralarmarna, där vi tillbringar våra liv med att undra över saker, roterar stjärnorna runt det galaktiska centrumet med några hundra miljoner år. Men i baren reser stjärnorna på elliptiska banor som tar dem mot och bort från det galaktiska centrumet, där det supermassiva svarta hålet Skytten A-stjärna bor. Även om armarna innehåller massor av unga och blå stjärnor, innehåller baren mestadels äldre, röda stjärnor.
Churchwell trodde att baren är som en väg som bär material mot det svarta hålet. "Den här baren förmodligen transporterar materia in i galaxens centrum och matar det svarta hålet," berättade Churchwell Ny forskare under 2005.
Det finns massor av spärrade spiraler, så de är stabila strukturer. I själva verket är cirka två tredjedelar av alla galaxer spärrade spiraler. Men vad berättar en närvaro om mjölkvägens historia och framtiden?
"Jag tror inte att någon verkligen förstår hur barer bildas," sade Churchwell 2005. "Det vi vet är att det verkar att det finns så många spärrade galaxer att de måste vara ganska stabila. Astronomer måste komma med en sorts modell som kan förklara stabiliteten i dessa strukturer. ”
Men det var 2005, och nu, nästan 15 år senare, har astronomer lärt sig några saker till.
Vi vet att spiralgalaxer blir spärrade spiraler under loppet av cirka 2 miljarder år. Nuvarande tänkande säger att baren verkligen transporterar material in i galaxens centrum, vilket hjälper till att driva skapandet av nya stjärnor och skapa en aktiv galaktisk kärna. Man tror att en densitetsvåg från galaxens centrum skapar stången. Med tiden påverkar det stjärnor längre och längre bort och skapar den självförestående baren.
Det ser också ut som om spärrade spiralgalaxier kan tappa sina barer. Med tiden kan barstrukturen förfalla. Det är massan så stor att den blir instabil och sedan blir armarna knubbiga i utseende, snarare än de vackra armarna i Vintergatan.
Vi har lärt oss mycket om vår egen Vintergalax och om morfologin och utvecklingen av galaxer i allmänhet. Men vi vet fortfarande inte exakt hur stången, armarna, utbuktningen och det supermassiva svarta hålet i mitten alla arbetar kollektivt för att forma Vintergatan.
Men vi kan se hur vi på några korta årtionden har lärt oss mycket. Förhoppningsvis kommer vi att lära oss mycket mer under de kommande decennierna.
Källor:
- NASA: s pressmeddelande: Mature Galaxy Mesmerizes i New Hubble View
- Hubblesite-artikel: Hubbles syn på Barred Spiral Galaxy NGC 1672
- Wikipedia-inlägg: Barred Spiral Galaxy
- Forskningsdokument: VAD ÄR SANT FRAKTIONEN AV SPRIDDA SPIRALGALAXER?
- Forskningsdokument: Circumnuclear regioner i spärrade spiralgalaxier II. Förhållanden till värdgalaxer
- Space Magazine: New Look for the Vintergatan
- Forskningsdokument: Modeller för de inre regionerna av galaxen. jag
