science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Galactische wind geeft aanwijzingen voor evolutie van sterrenstelsels

De magnetische veldlijnen van het Sigarenstelsel (ook wel M 82 genoemd) verschijnen in deze samengestelde afbeelding. De lijnen volgen de bipolaire uitstroom (rood) die wordt gegenereerd door uitzonderlijk hoge stervormingssnelheden. Krediet:NASA/SOFIA/E. Lopez-Rodiguez; NASA/Spitzer/J. Moustakas et al.

De Cigar Galaxy (ook bekend als M82) staat bekend om zijn buitengewone snelheid bij het maken van nieuwe sterren, met sterren die 10 keer sneller worden geboren dan in de Melkweg. Nutsvoorzieningen, gegevens van het Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, of SOFIA, zijn gebruikt om dit sterrenstelsel in meer detail te bestuderen, onthullend hoe materiaal dat de evolutie van sterrenstelsels beïnvloedt, in de intergalactische ruimte kan komen.

Onderzoekers vonden, Voor de eerste keer, dat de galactische wind die vanuit het centrum van het sigarenstelsel (M 82) stroomt langs een magnetisch veld is uitgelijnd en een zeer grote massa gas en stof transporteert - de equivalente massa van 50 miljoen tot 60 miljoen zonnen.

"De ruimte tussen sterrenstelsels is niet leeg, " zei Enrique Lopez-Rodriguez, een wetenschapper van de Universities Space Research Association (USRA) die aan het SOFIA-team werkt. "Het bevat gas en stof - de basismaterialen voor sterren en sterrenstelsels. Nu, we hebben een beter begrip van hoe deze materie in de loop van de tijd uit het binnenste van sterrenstelsels is ontsnapt."

Behalve dat het een klassiek voorbeeld is van een starburst-sterrenstelsel, omdat het een buitengewoon aantal nieuwe sterren vormt in vergelijking met de meeste andere sterrenstelsels, M82 heeft ook sterke winden die gas en stof in de intergalactische ruimte blazen. Astronomen hebben lang getheoretiseerd dat deze winden ook het magnetische veld van de melkweg in dezelfde richting zouden slepen, maar ondanks talrijke studies, er is geen observationeel bewijs van het concept geweest.

Onderzoekers die het luchtobservatorium SOFIA gebruikten, ontdekten definitief dat de wind van het sigarenstelsel niet alleen een enorme hoeveelheid gas en stof naar het intergalactische medium transporteert, maar sleept ook het magnetische veld mee zodat het loodrecht op de galactische schijf staat. In feite, de wind sleept het magnetische veld meer dan 2 mee, 000 lichtjaar in doorsnede - dicht bij de breedte van de wind zelf.

"Een van de belangrijkste doelstellingen van dit onderzoek was om te evalueren hoe efficiënt de galactische wind langs het magnetische veld kan slepen, "zei Lopez-Rodriguez. "We hadden niet verwacht dat het magnetische veld over zo'n groot gebied met de wind zou worden uitgelijnd."

Deze waarnemingen geven aan dat de krachtige wind die gepaard gaat met het starburst-fenomeen een van de mechanismen zou kunnen zijn die verantwoordelijk zijn voor het zaaien van materiaal en het injecteren van een magnetisch veld in het nabijgelegen intergalactische medium. Als soortgelijke processen plaatsvonden in het vroege heelal, ze zouden de fundamentele evolutie van de eerste sterrenstelsels hebben beïnvloed.

De resultaten zijn in december 2018 gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven .

SOFIA's nieuwste instrument, de Airborne Wideband Camera-Plus met hoge resolutie, of HAWC+, gebruikt ver-infrarood licht om hemelse stofkorrels waar te nemen, die uitlijnen langs magnetische veldlijnen. Uit deze resultaten blijkt astronomen kunnen de vorm en richting van het anders onzichtbare magnetische veld afleiden. Ver-infraroodlicht levert belangrijke informatie over magnetische velden omdat het signaal schoon is en niet verontreinigd door emissie van andere fysieke mechanismen, zoals verstrooid zichtbaar licht.

"Het bestuderen van intergalactische magnetische velden - en leren hoe ze evolueren - is de sleutel om te begrijpen hoe sterrenstelsels zich in de geschiedenis van het universum hebben ontwikkeld, " zei Terry Jones, emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Minnesota, in Minneapolis, en hoofdonderzoeker voor dit onderzoek. "Met het HAWC+-instrument van SOFIA, we hebben nu een nieuw perspectief op deze magnetische velden."

Het HAWC+-instrument is ontwikkeld en aan NASA geleverd door een multi-institutioneel team onder leiding van het Jet Propulsion Laboratory. JPL-wetenschapper en HAWC+ hoofdonderzoeker Darren Dowell, samen met JPL-wetenschapper Paul Goldsmith, maakten deel uit van het onderzoeksteam dat HAWC+ gebruikte om het Sigarenstelsel te bestuderen.