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소용돌이 은하의 자기장(The Magnetic Field of the Whirlpool Galaxy)

2021년 1월 27일

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자기장은 항상 나선팔을 따라갈까? 정면을 향하고 있는 소용돌이 은하 (M51)은 뚜렷한 나선팔 패턴을 보여주는 원반 모양의 은하다. 전파 망원경으로 관측하면 나선팔의 곡선을 따라 그려진 자기장을 볼 수 있다. 하지만 NASA의 비행하는 적외선 천문학을 위한 성층권 관측소 (SOFIA)를 통해서 자기장이 M51의 원반 바깥 가장자리에서 나선팔을 가로질러 연결되어 있는 모습을 관측했다. 자기장은 적외선 빛을 막는 편광 유리처럼 한쪽 방향으로 정렬된 먼지 알갱이의 영향을 받는다. 위 사진은 편광된 빛의 방향을 통해 알 수 있는 자기장의 정렬 상태를 바탕으로 알고리즘에 따라 곡선 형태로 그 분포를 그려 표현한 것이다. 허블 우주 망원경으로 찍은 사진 위쪽에 있는 중력적 영향을 주는 것으로 생각되는 이웃 은하가 붉은 별 탄생 지역의 먼지 가스에 난류를 일으키며 – 바깥쪽 나선팔에 생각치 못한 패턴의 자기장을 형성했을 것으로 생각된다.

Explanation: Do magnetic fields always flow along spiral arms? Our face-on view of the Whirlpool Galaxy (M51) allows a spectacularly clear view of the spiral wave pattern in a disk-shaped galaxy. When observed with a radio telescope, the magnetic field appears to trace the arms’ curvature. However, with NASA’s flying Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) observatory, the magnetic field at the outer edge of M51’s disk appears to weave across the arms instead. Magnetic fields are inferred by grains of dust aligning in one direction and acting like polaroid glasses on infrared light. In the featured image, the field orientations determined from this polarized light are algorithmically connected, creating streamlines. Possibly the gravitational tug of the companion galaxy, at the top of the frame, on the dusty gas of the reddish star-forming regions, visible in the Hubble Space Telescope image, enhances turbulence — stirring the dust and lines to produce the unexpected field pattern of the outer arms.