Ny metode til at studere spærrede spiralgalakser

Analyse af gasbevægelser i 20 nærliggende spiralgalakser har afsløret en klar forskel mellem dem med stænger og dem uden stænger. Dette tyder på, at allerede tilgængelige data om gasbevægelser kan bruges til at studere stænger i spiralgalakser, selv i fravær af billeddata i høj opløsning.

I spiralgalakser, en stor skive af stjerner og gas roterer rundt om en central bule. Spiralgalakser tager deres navn fra lyse hvirvler (spiralarme) i skiven, hvor stjerner er tættere koncentreret. Mange forskellige typer spiraler er blevet observeret, herunder nogle med lige sektioner kendt som stænger.

Men en galaktisk skive er ikke et fast objekt. Forskellige dele af disken roterer med forskellige hastigheder, ligner skyerne i en tyfon eller sæbeskum, der snurrer rundt om et afløb. Faktisk, bevægelsen i en galaktisk skive er ikke begrænset til ren cirkulær rotation, dele, der bevæger sig radialt mod eller væk fra midten, kan også observeres.

For bedre at forstå bevægelse inde i disken, et hold ledet af Dragan Salak (på det tidspunkt en assisterende professor ved Kwansei Gakuin University og nu postdoc-forsker ved University of Tsukuba) analyserede gasbevægelsen i skiverne for en prøve af 20 nærliggende spiralgalakser, inklusive syv spærrede spiraler. De fandt en klar forskel mellem kinematik af spærrede og ikke-spærrede galakser. Ikke-spærrede spiralgalakser viser meget lidt radial bevægelse på alle steder. I modsætning, sprossede spiraler har i gennemsnit 1,5-2 gange mere radial bevægelse end spiraler uden sprosser ud til enden af ​​stangen, men ud over enden af ​​stangen er bevægelsen tæt på cirkulær. Dette resultat matcher teoretiske modeller, hvor stangstrukturen hjælper med at kanalisere gas mod galaksens centrum. Holdet fandt ud af, at radius, hvor bevægelsen mod midten stopper, er tæt forbundet med længden af ​​stangen, mellem 0,8 og 1,6 gange længden. Dette tyder på, at brug af gasbevægelsen som en proxy for baren kunne give forskere mulighed for at bruge beskeden opløsning, bredfelthastighedsdata, som er lettere tilgængelige end billeddata i høj opløsning. For eksempel, denne undersøgelse brugte COMING-undersøgelsen af ​​gasegenskaber i nærliggende galakser fra Nobeyama 45-m radioteleskopet i Japan.

Derefter ved at korrelere bjælkens egenskaber med egenskaberne for værtsgalaksen, holdet fandt ud af, at stænger i mere massive galakser har tendens til at være større og rotere langsommere. Dette stemmer overens med simuleringer, hvor mere massive galakser giver mere materiale til, at stængerne kan vokse, men galaksens masse udøver et drejningsmoment, som bremser stangens rotation.

Disse resultater fremkom som Salak et al. "CO Multi-line Imaging of Nearby Galaxies (COMING). VII. Fourier Dekomponering af Molecular Gas Velocity Fields and Bar Pattern Speed" i december 2019 i Publikationer fra Astronomical Society of Japan .