Спиральные галактики — одни из самых красивых и фотогеничных объектов во Вселенной. Наш Млечный Путь — тоже спираль, и мы живём в одном из его изогнутых рукавов. Почти 70% галактик, расположенных рядом с нашей, имеют такую же структуру.

Мистерия спиральных рукавов

Несмотря на их узнаваемую форму, происхождение и долговечность спиральных рукавов остаются предметом активных исследований. Как возникают эти рукава? Меняются ли они со временем или остаются стабильными на протяжении миллиардов лет?

Компьютерное моделирование — ключ к разгадке

Современные суперкомпьютеры позволяют ученым следить за движением миллионов «звездных частиц», под действием гравитации и других сил формирующих галактики. Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон и Центра астрофизики Гарварда-Симмонса создали модели, которые помогают понять, как появляются и сохраняются спиральные рукава.

Результаты и новые взгляды

По словам ведущей исследовательницы Элены Д’Онгия, впервые было доказано, что спиральные рукава не являются временными явлениями. Они — самоподдерживающиеся структуры, живущие значительно дольше, чем предполагалось ранее.

Это изображение Мессиера 74, сделанное телескопом Хаббл, напоминает о красоте спиральных галактик. Исследования показывают, что рукава этих галактик возникают и сохраняются благодаря внутренним процессам, а не случайным временным явлениям.

В отличие от двух классических теорий — о кратковременной природе рукавов или их долговременной поддержке за счет гравитационных эффектов — новые модели объединяют эти идеи. Они показывают, что крупные молекулярные облака, служащие звёздными «заведениями», играют важнейшую роль в формировании и поддержании рукавов.

Роль молекулярных облаков

Когда облака вводятся в симуляцию, они выступают в роли «возмущений», инициирующих появление рукавов. Более того, после их формирования рукава продолжают существовать благодаря гравитации, даже если облака исчезают. Это говорит о том, что рукава — результат сложного взаимодействия внутренних процессов внутри галактики.

Компьютерные симуляции демонстрируют, что рукава формируются под воздействием крупных молекулярных облаков. Эти области активно участвуют в звездообразовании и создают устойчивую структуру галактики.

По словам Д’Онгии, рукава формируются в результате воздействия облаков, а после их появления продолжают существовать под действием гравитационных сил, даже при отсутствии первоначальных возмущений. Этот подход помогает лучше понять механизмы, лежащие в основе формирования спиральных структур.

Применение новых данных

Модели касаются в основном изолированных галактик, не взаимодействующих с соседними объектами. Однако исследования также предполагают, что гравитация спутниковых галактик может влиять на формирование рукавов, что требует дальнейших изучений.

Авторы работы считают, что полученные результаты смогут помочь переосмыслить существующие наблюдательные данные и лучше понять роль молекулярных облаков и гравитационных эффектов в создании характерных спиральных рукавов.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.