長(zhǎng)期以來(lái)困擾著科學(xué)家的一個(gè)問(wèn)題是，具有長(zhǎng)臂優(yōu)雅螺旋形狀的銀河系是如何采用這種形式的。

大學(xué)空間研究協(xié)會(huì)今天宣布，對(duì)另一個(gè)星系的新觀察正在闡明像我們這樣的螺旋形星系如何獲得其標(biāo)志性形狀。

根據(jù)平流層紅外天文臺(tái)(SOFIA)的研究，磁場(chǎng)在塑造這些星系方面發(fā)揮著重要作用。加州硅谷NASA艾姆斯研究中心SOFIA科學(xué)中心的大學(xué)空間研究協(xié)會(huì)科學(xué)家Enrique Lopez-Rodriguez博士說(shuō)：“磁場(chǎng)是看不見(jiàn)的，但是它們可能會(huì)影響星系的演化。”“我們對(duì)重力如何影響銀河結(jié)構(gòu)有了很好的了解，但是我們才剛剛開(kāi)始學(xué)習(xí)磁場(chǎng)的作用。”

螺旋星系中的磁場(chǎng)與整個(gè)星系中的旋臂對(duì)齊-跨越24,000光年。磁場(chǎng)與恒星形成的對(duì)準(zhǔn)意味著產(chǎn)生星系螺旋形狀的重力也正在壓縮磁場(chǎng)。這種對(duì)齊方式支持了關(guān)于如何將臂壓入其螺旋形狀的領(lǐng)先理論，即“密度波理論”。

科學(xué)家測(cè)量了沿銀河系旋臂NGC 1068或M77的磁場(chǎng)。字段顯示為緊貼圓圈的流線。

M77星系位于Cetus星座中，距我們有4,700萬(wàn)光年。它的中心有一個(gè)超大質(zhì)量的活躍黑洞，其質(zhì)量是銀河系中心黑洞的兩倍。旋臂上充滿灰塵，氣體和強(qiáng)烈的恒星形成區(qū)域，稱(chēng)為星暴。

SOFIA的紅外觀測(cè)揭示了人眼無(wú)法做到的：緊緊跟隨新生恒星的旋臂的磁場(chǎng)。這支持了有關(guān)如何將這些臂壓入其標(biāo)志性形狀的領(lǐng)先理論，即“密度波理論”。它指出，臂中的灰塵，氣體和星星沒(méi)有像風(fēng)扇上的葉片那樣固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｈ《氖?，物料在重力作用下沿著臂移?dòng)，就像傳送帶上的物品一樣。

磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)延伸到了巨大的臂的整個(gè)長(zhǎng)度上-大約24,000光年。這暗示著產(chǎn)生星系螺旋形狀的重力也在壓縮其磁場(chǎng)，從而支持了密度波理論。研究結(jié)果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

洛佩茲-羅德里克斯(Lopez-Rodriquez)說(shuō)：“這是我們第一次看到如此巨大的磁場(chǎng)與當(dāng)前恒星在旋臂中對(duì)準(zhǔn)。“擁有SOFIA這樣的觀察證據(jù)來(lái)支持理論總是令人興奮的。”

眾所周知，天體磁場(chǎng)很難觀察到。SOFIA的最新儀器，高分辨率機(jī)載寬帶Camera-Plus或HAWC +，使用遠(yuǎn)紅外光觀察天體塵埃，這些塵埃垂直于磁場(chǎng)線排列。根據(jù)這些結(jié)果，天文學(xué)家可以推斷出原本不可見(jiàn)的磁場(chǎng)的形狀和方向。遠(yuǎn)紅外光提供有關(guān)磁場(chǎng)的關(guān)鍵信息，因?yàn)樵撔盘?hào)不受其他機(jī)制的發(fā)射所污染，例如散射的可見(jiàn)光和高能粒子的輻射。SOFIA利用遠(yuǎn)紅外光(特別是89微米波長(zhǎng))研究星系的能力揭示了其磁場(chǎng)的先前未知面。

為了了解磁場(chǎng)如何影響其他類(lèi)型的星系(例如不規(guī)則形狀的星系)的形成和演化，需要進(jìn)一步的觀測(cè)(例如來(lái)自SOFIA的觀測(cè))。