Телескоп Euclid приблизился к разгадке геометрии спиральных галактик

Спиральные галактики кажутся простыми и знакомыми: яркий центр и расходящиеся рукава. Однако именно эти рукава (по-английски буквально «руки» — arms) уже несколько десятилетий остаются одной из самых сложных загадок астрофизики. Новое исследование, основанное на данных европейского космического телескопа Euclid, позволило сделать еще один шаг к ее решению. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal.

Международная команда ученых проанализировала свыше 380 тысяч галактик из первого открытого массива данных миссии Euclid. После отбора объектов с хорошо различимой структурой исследователи сравнили галактики с двумя и тремя спиральными рукавами, а также более редкие системы с одним рукавом.

Оказалось, что 60–70% всех спиральных галактик имеют два рукава, тогда как 15–20% — три. «Однорукие» бандиты системы встречаются редко и, как правило, обладают сравнительно небольшой массой и размерами — отследить их сложнее всего.

Центр имеет значение

Авторы обнаружили закономерность: чем массивнее центральное утолщение (балдж) галактики, тем выше вероятность, что у нее сформируются именно два длинных симметричных рукава. При этом такие галактики в среднем образуют новые звезды менее активно.

Полученные результаты хорошо согласуются с современными моделями, согласно которым массивный центр усиливает сдвиговые движения вещества в диске и помогает поддерживать устойчивую двухрукавную структуру. Напротив, многорукавные спирали, вероятно, представляют собой менее стабильные образования, которые со временем могут менять форму. Кроме того, число рукавов может косвенно указывать на распределение темной материи в центральных областях галактики.

Исследование особенно ценно благодаря возможностям телескопа «Евклид». Хотя его основная задача — изучение темной энергии и ускоренного расширения Вселенной, высокая детализация снимков позволяет различать спиральные рукава даже у галактик, удаленных на миллиарды световых лет. Фактически ученые получили возможность сравнивать современные галактики с теми, какими они были около 10 миллиардов лет назад.

По словам руководителя исследования Беверли Смит, анализ тысяч данных Euclid постепенно позволяет выявлять новые законы эволюции Вселенной.

Самой известной спиральной галактикой (после Млечного Пути) считается Водоворот (M51 или NGC 5194) в созвездии Гончие Псы. Именно она стала первым объектом, у которого еще в XIX веке удалось распознать характерную спиральную структуру.

Ранее другая работа показала, что спиральные рукава и перемычки служат своеобразными «топливными насосами», направляя холодный газ в области активного звездообразования. Это помогло объяснить, почему молодая Вселенная производила звезды значительно быстрее современной.

Портал Hi-Tech Mail неоднократно рассказывал о наблюдениях телескопов James Webb и Euclid, которые позволяют увидеть спиральные галактики на рекордных расстояниях и буквально проследить историю их формирования.