Spiralstruktur i Pinwheel Galaxy (Messier 101), som observeret af Hubble-rumteleskopet. Kredit:NASA, ESA, CXC, SSC, og STScI
Hundredtusindvis af frivillige har hjulpet med at vælte næsten et århundredes galakseklassificering, i en ny undersøgelse, der bruger data fra det mangeårige Galaxy Zoo-projekt. Den nye undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , bruger klassifikationer af over 6000 galakser til at afsløre, at "velkendte" korrelationer mellem forskellige funktioner ikke findes i denne store og komplette prøve.
For næsten 100 år siden, i 1927, Astronom Edwin Hubble skrev om de spiralgalakser, han observerede på det tidspunkt, og udviklede en model til at klassificere galakser efter type og form. Kendt som Hubble Tuning Fork på grund af sin form, denne model tager højde for to hovedtræk:størrelsen af den centrale region (kendt som "bulen"), og hvor hårdt viklet eventuelle spiralarme er.
Hubbles model blev hurtigt den autoritative metode til at klassificere spiralgalakser, og bruges stadig meget i astronomi lærebøger den dag i dag. Hans vigtigste observation var, at galakser med større buler havde en tendens til at have mere stramt viklede spiralarme, giver vital støtte til "density wave"-modellen for spiralarmdannelse.
Men nu i modsætning til Hubbles model, det nye arbejde finder ingen signifikant sammenhæng mellem størrelsen af galaksebulerne og hvor tæt spiralerne er viklet. Dette tyder på, at de fleste spiraler trods alt ikke er statiske tæthedsbølger.
Galaxy Zoo-projektforsker og førsteforfatter til det nye værk, Professor Karen Masters fra Haverford College i USA forklarer:"Denne ikke-detektion var en stor overraskelse, fordi denne sammenhæng diskuteres i stort set alle astronomi-lærebøger - den danner grundlaget for spiralsekvensen beskrevet af Hubble."
Hubble Tuning Fork illustreret med billeder af nærliggende galakser fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Kredit:Karen Masters, Sloan Digital Sky Survey, CC BY 4.0
Hubble var begrænset af datidens teknologi, og kunne kun observere de lyseste galakser i nærheden. Det nye værk er baseret på en prøve 15 gange større fra Galaxy Zoo-projektet, hvor medlemmer af offentligheden vurderer billeder af galakser taget med teleskoper rundt om i verden, identificere nøglefunktioner for at hjælpe videnskabsmænd med at følge op og analysere mere detaljeret.
"Vi har altid troet, at bulens størrelse og viklingen af spiralarmene var forbundet, " siger Masters. "De nye resultater tyder på noget andet, og det har en stor indflydelse på vores forståelse af, hvordan galakser udvikler deres struktur."
Der er flere foreslåede mekanismer for, hvordan spiralarme dannes i galakser. En af de mest populære er tæthedsbølgemodellen - ideen om, at armene ikke er faste strukturer, men forårsaget af krusninger i tætheden af materiale i galaksens skive. Stjerner bevæger sig ind og ud af disse krusninger, når de passerer rundt i galaksen.
Nye modeller tyder dog på, at nogle arme i det mindste kunne være rigtige strukturer, ikke kun krusninger. Disse kan bestå af samlinger af stjerner, der er bundet af hinandens tyngdekraft, og roterer fysisk sammen. Denne dynamiske forklaring på dannelse af spiralarme understøttes af avancerede computermodeller af spiralgalakser.
"Det er klart, at der stadig er meget arbejde at gøre for at forstå disse objekter, og det er dejligt at få nye øjne involveret i processen, " tilføjer Brooke Simmons, Stedfortrædende projektforsker for Galaxy Zoo-projektet.
"Disse resultater viser, at over 170 år efter, at spiralstrukturen først blev observeret i eksterne galakser, vi forstår stadig ikke helt, hvad der forårsager disse smukke træk."