Индийские астрономы провели исследование, направленное на изучение крупномасштабной турбулентности в межзвездной среде спиральной галактики, известной как NGC 6946. Результаты исследования, опубликованные 4 октября на сервере препринтов arXiv, могут помочь нам лучше понять природу этого явления.
Наблюдения показывают, что межзвездная среда (МЗС) турбулентна на масштабах до тысяч световых лет . Эта турбулентность играет важную роль в нескольких процессах, таких как образование звезд, стабильность молекулярных облаков, а также повторное ускорение и диффузия космических лучей. Однако, хотя было проведено множество исследований турбулентности в МЗС, механизм ее генерации до сих пор ставит ученых в тупик.
NGC 6946 — яркая спиральная галактика позднего типа , расположенная на расстоянии около 19,2 миллиона световых лет от нас. Она имеет оптический радиус около 32 000 световых лет, динамическую массу около 730 миллиардов солнечных масс и скорость звездообразования на уровне 2,5 солнечных масс в год. Предыдущие наблюдения NGC 6946 выявили наличие каскада турбулентности в диске этой галактики.
Теперь Мира Нандакумар и Прасун Дутта из Индийского технологического института (BHU) в Варанаси решили поближе взглянуть на турбулентность в NGC 6946, проанализировав данные Очень большой решетки Карла Дж. Янски (VLA) и HI. Обзор близлежащих галактик (THINGS). Они использовали систему оценки момента видимости (VME) для измерения плотности столба нейтрального атомного водорода (HI) и спектра мощности турбулентной скорости на луче зрения от VLA и THINGS.
Результаты указывают на существование крупномасштабного энергетического каскада в диске NGC 6946. Исследование показало, что спектр плотности мощности этой галактики имеет наклон -1,81, а наклон столбца плотности — -0,96. По мнению авторов статьи, эти результаты позволяют предположить, что механизм турбулентности NGC 6946 возникает в результате сочетания сжимающего и соленоидального воздействия.
«Значения индексов степенного закона указывают на комбинацию соленоидальной и сжимающей силы, ответственной за движение измеренной турбулентности», — объяснили астрономы.
Более того, было отмечено, что в NGC 6946 имеются межрукавные магнитные поля, известные как магнитные рукава, с напряженностью поля около 20 мкГс. Поэтому исследователи предполагают, что магнитное поле NGC 6946 может играть важную роль в создании крупномасштабной турбулентности, и эти магнитные структуры являются результатом турбулентной динамики в диске.
Авторы исследования далее объяснили, что наличие сильных регулярных магнитных полей от магнитных спиральных рукавов NGC 6946, вероятно, способствует соленоидальной части. Они добавили, что самогравитация или гравитационная неустойчивость в большинстве случаев могут быть причиной сжимающей части воздействия в приводном механизме.
Мира Нандакумар и Прасун Дутта планируют провести дополнительные исследования природы турбулентности в ISM. Они отметили, что измерения каскада турбулентности на большом количестве галактик и интерпретация полученных результатов с помощью различных численных моделей необходимы для дальнейшего понимания этого явления.
