Спиральные галактики, среди которых и наш Млечный Путь, давно представляют собой загадку для астрономов: как именно образуются их рукава и почему распределение пыли в них отличается от теоретических ожиданий? Недавний анализ трёх ближайших галактик — NGC 1097, NGC 1566 и NGC 3627 — предоставил неожиданные результаты. С использованием инфракрасных данных, полученных с обсерваторий Herschel и Spitzer, учёные обнаружили, что привычные модели формирования спиралей могут быть неверными, а холодная пыль в этих рукавах играет значительно более важную роль, чем предполагалось ранее.
Основанием для исследования послужил анализ изображений в семи инфракрасных диапазонах (от 3,6 до 250 микрометров), что дало возможность «увидеть» пыль, невидимую в обычном спектре. Галактики были разобраны на составные части — диски, центральные сгущения (балджи), перемычки (бары) и сами спиральные рукава — словно сложный механизм, где каждая деталь оказывает влияние на его работу. Для этого применялся метод фотометрического разложения, создавались цифровые модели данных структур, а далее детально изучалось тепловое излучение пыли в каждом из этих компонентов.
Ключевой вывод из анализа состоит в том, что традиционная гипотеза о «стационарных волнах плотности» — то есть идея о том, что спиральные рукава появляются благодаря гравитационным флуктуациям, — не подтвердилась. Углы искривления рукавов и распределение молодых звёзд в них не совпали с теоретическими моделями. Напротив, данные указывают на динамические процессы или приливные взаимодействия между галактиками. Все три объекта входят в группы галактик и имеют соседей, чьё гравитационное воздействие могло способствовать «скручиванию» спиралей.
Дополнительное открытие связано с пылью. Выяснилось, что спиральные рукава содержат до 20% всей галактической пыли, причём её температура составляет всего 18–20 К (-255°C), что холоднее, чем в дисках. Однако содержание полициклических ароматических углеводородов (основных пылевых частиц, критичных для формирования звёзд) в рукавах и дисках почти одинаково, вопреки ожиданиям. В центральных областях галактик их меньше — вероятно, это связано с активностью ядер, разрушающих сложные молекулы.
Пренебрежение спиральными рукавами в предыдущих моделях исказило понимание структуры галактик. Например, в NGC 3627 необычное распределение пыли объяснили действием рукавов, в то время как в NGC 1097 аномалии связаны с активным ядром и звездообразующим кольцом.
Перспектива дальнейшей работы заключается в переходе к масштабному анализу. Современная методология позволяет исследовать множество галактик, и новые телескопы, такие как JWST, предоставят ещё более детальные инфракрасные данные. Это приблизит нас к полному пониманию того, как пыль и гравитация формируют «архитектуру» спиральных галактик — от древних времён до сегодняшних звёздных мегаполисов.
Источник: iXBT
