Galaktisk vind giver spor til galaksernes udvikling

Cigargalaksen (også kendt som M82) er berømt for sin ekstraordinære hurtighed til at lave nye stjerner, med stjerner, der bliver født 10 gange hurtigere end i Mælkevejen. Nu, data fra Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, eller SOFIA, er blevet brugt til at studere denne galakse mere detaljeret, afsløre, hvordan materiale, der påvirker udviklingen af ​​galakser, kan komme ind i det intergalaktiske rum.

Forskere fandt, for første gang, at den galaktiske vind, der strømmer fra centrum af Cigargalaksen (M82), er justeret langs et magnetfelt og transporterer en meget stor masse gas og støv - den tilsvarende masse på 50 millioner til 60 millioner sole.

"Rummet mellem galakser er ikke tomt, " sagde Enrique Lopez-Rodriguez, en Universities Space Research Association (USRA) videnskabsmand, der arbejder på SOFIA-holdet. "Den indeholder gas og støv - som er frømaterialerne til stjerner og galakser. Nu, vi har en bedre forståelse af, hvordan dette stof undslap fra inde i galakser over tid."

Udover at være et klassisk eksempel på en starburst-galakse, fordi den danner et ekstraordinært antal nye stjerner sammenlignet med de fleste andre galakser, M82 har også stærke vinde, der blæser gas og støv ind i det intergalaktiske rum. Astronomer har længe troet, at disse vinde også ville trække galaksens magnetfelt i samme retning, men på trods af adskillige undersøgelser, der har ikke været noget observationsbevis for konceptet.

Forskere, der brugte det luftbårne observatorium SOFIA, fandt definitivt ud af, at vinden fra cigargalaksen ikke kun transporterer en enorm mængde gas og støv ind i det intergalaktiske medium, men trækker også magnetfeltet, så det er vinkelret på den galaktiske skive. Faktisk, vinden trækker magnetfeltet mere end 2, 000 lysår på tværs - tæt på selve vindens bredde.

"Et af hovedformålene med denne forskning var at evaluere, hvor effektivt den galaktiske vind kan trække langs magnetfeltet, " sagde Lopez-Rodriguez. "Vi forventede ikke at finde magnetfeltet til at være på linje med vinden over så stort et område."

Disse observationer indikerer, at de kraftige vinde, der er forbundet med stjerneudbrudsfænomenet, kan være en af ​​de mekanismer, der er ansvarlige for såning af materiale og indsprøjtning af et magnetfelt i det nærliggende intergalaktiske medium. Hvis lignende processer fandt sted i det tidlige univers, de ville have påvirket den grundlæggende udvikling af de første galakser.

Resultaterne blev offentliggjort i december 2018 i Astrofysiske tidsskriftsbreve .

SOFIAs nyeste instrument, det højopløselige luftbårne bredbåndskamera-Plus, eller HAWC+, bruger langt infrarødt lys til at observere himmelske støvkorn, som flugter langs magnetiske feltlinjer. Ud fra disse resultater, astronomer kan udlede formen og retningen af ​​det ellers usynlige magnetfelt. Langt infrarødt lys giver nøgleinformation om magnetiske felter, fordi signalet er rent og ikke forurenet af emission fra andre fysiske mekanismer, såsom spredt synligt lys.

"At studere intergalaktiske magnetfelter - og lære, hvordan de udvikler sig - er nøglen til at forstå, hvordan galakser udviklede sig gennem universets historie, " sagde Terry Jones, professor emeritus ved University of Minnesota, i Minneapolis, og hovedforsker for denne undersøgelse. "Med SOFIAs HAWC+ instrument, vi har nu et nyt perspektiv på disse magnetfelter."

HAWC+ instrumentet blev udviklet og leveret til NASA af et multi-institution team ledet af Jet Propulsion Laboratory. JPL videnskabsmand og HAWC+ hovedefterforsker Darren Dowell, sammen med JPL videnskabsmanden Paul Goldsmith, var en del af forskerholdet, der brugte HAWC+ til at studere Cigargalaksen.