나선은하는 의심 할 여지없이 우주에서 가장 아름다운 구조물 중 하나입니다. 하나의 모델에서, 나선형 구조는 나선형 밀도 파에 의해 생성됩니다. 다른 하나에서는 조석 상호 작용에 의해 유도됩니다. 왕립 천문 학회 월간 고지에 게재 된 것으로 승인 된 Dobbs 등의 새로운 논문에서이 방법을 탐색하고있다. 구체적으로, 저자들은 거대한 디자인 나선 인 M51에서 나선 암의 구조를 재현하기 위해 조력 모델링을 사용하려고 시도했습니다.
상호 작용을 모델링하기 위해 M51과 유사한 질량 분포 (디스크, 벌지 및 후광으로 파단)가있는 단순한 은하 모델로 시작했습니다. 그들의 초기 은하에는 초기에 나선 구조가 없었지만,“별의 중력 불안정성 [참고 : 은하 가스와 반대]. 개별 별이 아닙니다.]] 다중 무장하고 고르지 않은 나선형 구조 (응집성 나선이라고도 함)를 생성합니다. 이 웅장한 특성은 1964 년 Toomre에 의해 예측되었으며 그 이후로 여러 번 시뮬레이션되었습니다. 그런 다음 Dobbs의 팀은 2003 년 Theis and Spinneker의 이전 시뮬레이션에서 도출 된 궤도 매개 변수를 따라 더 작은 은하계 (NGC 5195)를 나타내는 포인트 소스를 도입했습니다.
처음 6 천만 년 동안 중요한 새로운 구조는 증거가 아니 었습니다. 디스크는 접근하는 동반자로 인해 약간의 동요를 보였지만 새로운 나선형 구조는 발생하지 않았습니다. 그러나, 시뮬레이션이 시작된 후 1 억 2 천만 년 동안, 동반자와 가장 가까운 은하 측면의 나선 암의 힌트가 형성되기 시작하고 1 억 8 천만 년이되면 두 개의 뚜렷한 "그랜드 디자인"나선 암이 은하의 얼굴을 지배합니다. 15,000 광년에 걸쳐 있습니다.
그러나 무기는 오래 가기에 너무 좋았습니다. 2 억 4 천만 년 동안, 동무의 중력이 궤도에서 끌어 당겨질 때 은하계의 가스를 목자로 삼는 것처럼 무기는 단지 6,500 광년으로 늘어납니다. 3 억 년이지나면서 나선 암이 다시 성장했으며 M51 / NGC 5195 시스템의 현재 상태와 매우 유사하게 보입니다.
저자들은 그들의 시뮬레이션이 관측 된 은하와 공통된 몇 가지 특징에 주목했다. 동반자가 처음으로 은하에 접근 한 쪽에서, 그들은 한쪽 팔에 "킨크 (kink)"를 기록했다 (왼쪽 이미지에서 A로 표시됨). 또 다른 유사점은 나선형 암 중 하나가 분리되어 있지만, 정확한 위치는 다르지만 (B로 표시됨).
저자가 한 다른 비교는 시간에 따른 다양한 팔 패턴 (1 팔, 2 팔, 3 팔 등)의 강도 (또는 진폭)에 대한 것이었다. 그들은 두 무장 패턴이 가장 우세하다는 것을 알았지 만, 역학을 통해 완전히 유지되지 않은 기본 무장 구조가 있다고 판단했습니다. 그러나이 높은 무장 패턴은 닫기 2 개의 팔 나선형의 힘에. 저자는 이것이 아직 출판 준비가되지 않은 작업에서 M51을 연구하는 다른 그룹의 관찰 결과와 일치한다는 점에 주목합니다.
그러나 약간의 차이도 있습니다. 실제 관측에 대응하지 않는 시뮬레이션 된 M51에서 확장 된 가스 기둥 (C로 표시). 실제 관측 결과는 시뮬레이션에서 같은 정도로 존재하지 않는 동반 은하 앞에서 많은 양의 가스를 보여줍니다 (D로 표시). 마지막으로, 실제 관측 결과는 M51의 팔이 동료에게 가장 가까워지는 것을 보여줍니다. 다시, 이것들은 시뮬레이션에 나타나지 않습니다. 저자들은 불일치가 확장 된 본체 대신 포인트 소스로서 NGC 5195의 지나치게 단순한 모델링 또는 실제 시스템과 비교할 때 초기 매개 변수의 약간의 차이로 인한 것일 수 있다고 제안합니다.
이러한 차이에도 불구하고 저자는 상호 작용 모델링에서 NGC 5195에 의한 M51의 조석 상호 작용의 결과 인 나선 구조가 적어도이 경우에 나름의 가능성을 보여 주었다고 제안합니다. 아니 다른 연구들이 은하에 대해 일관된 "패턴 속도"를 결정할 수 없었기 때문에 범인은 (패턴 속도는 코 히어 런트 한 구조로 볼 때 팔이 회전하는 각속도)입니다. 대신에, 관찰은 팔이 다른 반지름에서 다른 패턴 속도를 가져야한다는 것을 보여 주었다.
그들의 작품은 그것을 제안하지 않지만 모두 나선형 구조는 동반자와의 조석의 상호 작용에 의해 형성되며,이 연구는 그러한 동반자와 M51을 가진 많은 은하에서의 가능성에 대한 강력한 사례가된다. 더욱이, 시뮬레이션은 또한 이러한 조상 유도 된 암이 일시적인 현상임을 보여준다. 그들은 고정 속도가 없기 때문에 의지 천천히 감겨지고 상호 작용이 진행됨에 따라 은하들은 더 왜곡되어 결국 합쳐질 것이다.
(클레어 Dobbs에게 종이에서 이미지를 재현하고 몇 가지 요점을 명확하게 설명해 주셔서 감사합니다.)
