Dziwadło, kość w poprzeczce!

NGC 1512. Źródła: HST, NASA, ESA i D. Maoz (Tel-Aviv University and Columbia University).

Powyższa fotografia galaktyki mocno przypomina ESO 269-57. Tak długo, jak na nią patrzyłem, nie tylko miałem wrażenie dejavu, ale również czułem duże podniecenie. Zdjęcie jest niekompletną mozaiką, ale jego jakość jest niezwykła. Jądro jest wyjątkowo nieprześwietlone a rozdzielczość jest doskonała.

Centrum NGC 1512.

Komentarz z HST:

Nalerzący do NASA Kosmiczny Teleskop Hubble’a i jego aparat szerokiego widoku oraz Kamera Planetarna 2 zrobiły to szerokokątne zdjęcie pobliskiej galaktyki NGC 1512. Delikatna poprzeczka z materiału dającego się ledwo zauważyć, przecina galaktykę w poziomie. Poprzeczka zasila w gaz jądro galaktyki, pobudzając powstawanie gwiazd w pierścieniu. Niebieskie gwiazdy na obrzeżu galaktyki tworzą wielkie ramiona spiralne.

Komentarz z HST nie jest zbytnio zadowalający. Pozostawia mnie zmieszanego. Galaktyka ta zawiera coś dziwnego, co wprawne oko od razu zauważa. Jest to spirala, jak i nie jest. Jest to spirala z poprzeczką, ale i nie jest. Poprzeczka jest rozmyta. Jądro jest spiralne, ale jest zupełnie oddzielone od wielkiej zewnętrznej spirali. Całą ją otacza jasna, okrągła korona. Można przypuszczać, i będzie się mieć rację, myśląc, że mała galaktyka przeszła przez większą, a to, co obserwujemy, jest wynikiem kolizji. Ale czy jest to lepszy scenariusz, niż ten, którym uraczyło nas HST? Ta właśnie wątpliwość mnie nurtuje. Konieczne było odnalezienie tego, co sprowokowało mnie do postawienia problemu. Poddałem więc zdjęcie obróbce cyfrowej, jak to robiłem z innymi.

Obraz przetworzony cyfrowo.

Teraz widok jest wyraźniejszy. Poprzeczka może być, jak w przypadku ESO 269-57, materią wyrzuconą z jądra. A jądro to ma kształt spirali. Na widocznych krańcach poprzeczki, materia rozdziela się w kędziory, formując zewnętrzną koronę galaktyki. Są one miejscem intensywnego powstawania gwiazd. Obserwacja ta uderza w mechanizm formowania się ramion i poprzeczki w galaktykach (grawitacyjne fale rezonansowe). Może to również podważać teorię ewolucji galaktyk, zasugerowaną przez diagram Hubble’a. Wciąż [do wyjaśnienia/wyjaśniony?] jest mechanizm centralnej spirali oraz symetryczny wyrzut materii, pozwalający na powstanie poprzeczki i zewnętrznej korony. Oraz skąd się bierze wyrzucona materia.

Przetworzony cyfrowo obraz w wysokiej rozdzielczości (507 KB).

Klasyfikacja galaktyk według Hubble’a.

Hipotezy o formowaniu i ewolucji [galaktyk]

Przeanalizujmy tą galaktykę, zaczynając od jądra NGC 1512. Następnie przechodźmy na zewnątrz, w miarę oddalania.

Efekt QSM

Jądro

Biorąc model M87, zakładamy, że mamy tutaj do czynienia z dwiema czarnymi dziurami, T1 i T2, oraz że działa tu mechanizm wyrzutu (dżet), indukowany przez interakcje grawitacyjno-magnetyczne oraz torus plazmowy, jednak te wyrzuty są niewystarczające, aby zabronić przechwytywania T1 przez dżet materii z T0. Trajektorie obu czarnych dziur podlegają prawom Keplera. Są zatem elipsami. Kiedy T0 i T1 są najbliżej, wielkość i prędkość wyrzutu osiąga maksimum (nazwijmy ten efekt krótko QSM). Dzieje się to na przeciwnych punktach elips, wyśrodkowanych na ich środku masy.

Efekt QSM (bez rotacji peryhelium)

wewnętrzna spirala

  1. Z powodu dualnej rotacji T0 i T0, oba dżety przybrałyby nieuchronnie, w miarę oddalania się, kształt spirali. Wygenerowałoby to dwie symetryczne fale masy. Ponieważ QSM zawsze ma miejsce w tym samym miejscu, globalny wyrzut materii nie jest jednorodny.
  2. Wyrzucona materia jest pomału spowalniana przez lepkość [ośrodka]. Po każdej połowie obrotu, fala masy, powiązana z ramieniem spiralnym, zderza się z poprzednio wyrzuconą masą. To formuje wewnętrzny pierścień. Ze względu na odległość i przerwę czasową w rozszerzaniu się masy, istnieje opóźnienie czasowo-przestrzenne pomiędzy osiami spiral, osią QSM oraz osiami poprzeczek, co pociąga za sobą przesunięcie geometryczne (w szczególności obroty i względne osie projekcji).
  3. Jeżeli oś elipsy podlega bardzo powolnemu obrotowi (wariacja peryhelium), to strefa QSM również powoli się przesuwa. Ma to ważne konsekwencje dla wewnętrznego pierścienia i poprzeczki (pogrubianie i powolny obrót).

Powstawanie gwiazd

Wnętrze pierścienia posiada nadmiar masy w miejscu obecności QSM. Tam również obserwujemy większą część narodzin gwiazd. Tam również rodzi się poprzeczka. Można jednak założyć, że skoro gwiazdy wykazują taki wybuch, oraz wydają się być młode, to dzieje się tak dzięki młodej masie, dostarczanej przez zwinięty centralny dżet. Widoczny wiek i obfitość gwiazd byłaby więc myląca, gdyż dostarczana masa to głównie wodór, co zaburzałoby metaliczność (za mało metali).

Narodziny i ewolucja poprzeczki

Wewnętrzny pierścień zachowuje się jak rezerwuar materii, który pod wpływem działania z dżetu wewnątrz spirali, jest przepełniony. Dzieje się to tam, gdzie różnica ciśnień jest największa, a zatem ponad QSM. Tak powstaje poprzeczka. A ta przesuwa się powoli wraz z przesuwaniem się QSM (z powodu rotacji peryhelium dużej osi rotacji czarnych dziur). Zatem poprzeczka jest sumą kolejnych radialnych wyrzutów.

Pierścień zewnętrzny i proces powstawania zewnętrznych gwiazd

Masa wyrzucona w poprzeczce, tak jak w przypadku wewnętrznej spirali, zderza się z poprzednio wyrzuconą materią. Układa się ona w zewnętrzny pierścień, oraz formuje tam, na skutek efektu fali uderzeniowej, nowe gwiazdy. Pierścień wzmacnia się z czasem i formuje ogromne ramiona galaktyczne. Nowo powstałe gwiazdy musza być również zanieczyszczone metalami z gazu przybyłego w poprzeczce. Nie powinno być zaskoczeniem, że gaz jest zanieczyszczony materią bogatą w ciężkie pierwiastki pochodzące z wewnętrznego pierścienia. Tu również widoczny wiek gwiazd może być mylący (zbyt dużo metali).

Jądro M87

Powyższa grafika ukazuje nam akrecję materii w dysk, względem osi biegunowej, ku czarnej dziurze, lecz pewna ilość materii jest też wyrzucana na zewnątrz w płaszczyźnie równikowej, ku jądru, oraz w płaszczyźnie torusa, formującego potem dżet. To mocno wskazuje na proces recyklingu materii.

Wnioski

  1. Struktura galaktyk nie zależy od ich wieku.
  2. Struktura galaktyk zależ głównie od oddziaływania pomiędzy czarnymi dziurami w ich jądrach. Zależy również od sposobu wyrzucania materii na zewnątrz i efektywności oporu w otaczającej przestrzeni.
  3. Pomiary wieku gwiazd w galaktykach mogą być zupełnie zaburzone przez wpływ materiału z jadra tych galaktyk. Zatem spektrogramy nie są więc decydujące i wymagają uwzględniania poprawek. Jest to szczególnie istotne, gdy galaktyka jest odległa, gdyż w takim przypadku można dokonać tylko uśrednionego pomiaru w jaśniejszych obszarach, głównie w jądrze, bogatego głównie w pierwotne pierwiastki, jak wspomniano poprzednio!
  4. Jądro M87 pokazuje nam, jak materia jest recyklingowana w galaktykach. Prowadzi nas to ku ewolucyjnemu, ogólnemu modelowi galaktyk: modelowi systemowemu.
  5. Galaktyki w ogóle nie mają wieku, gdyż ciągle recyklingują swoją masę.
  6. Należy więc rozważyć nukleosyntezę, dotąd uważaną za pierwotną, jako w istocie ciągłą.
  7. Gdyby wiec obserwacje te potwierdzono innymi metodami, wówczas pojęcie Wielkiego Wybuchu zostałoby poważnie zakwestionowane.
  8. Odnotujmy, że poddawałoby to w wątpliwość również Półstabilny Wszechświat zaproponowany przez Freda Hoyla, Narlikara i Burbidge’a. Model ten wprowadza sporadyczną kreację materii z niczego, co czyni go tak samo podejrzanym, jak Wielki Wybuch.

Dokumenty

Des galaxies géantes de 1000 milliards de masses solaires un milliard d’années après le Big Bang (z > 4) (Źródło: Institut d’Astrophysique de Paris – marzec, 2004). Potwierdzenie problemów z formowaniem galaktyk.


Autor: Bernard Lempel

Przetłumaczono z: Odd, a Snag in the Bar

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.