Spirālveida galaktikas neapšaubāmi ir viena no skaistākajām Visuma struktūrām. Saskaņā ar vienu modeli spirālveida struktūru izveido spirālveida blīvuma viļņi. Citā gadījumā tos izraisa plūdmaiņu mijiedarbība. Tieši šī pieeja ir izpētīta jaunā Dobbs et al. Rakstā, kas pieņemts publicēšanai Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumos. Konkrēti, autori mēģināja izmantot plūdmaiņu spēku modelēšanu, lai atjaunotu spirālveida ieroču struktūru uz lielās projektēšanas spirāles M51.
Lai modelētu mijiedarbību, viņi sāka ar vienkāršas galaktikas modeli ar masas sadalījumu (sadalītu diskā, izspiestā formā un halo) līdzīgi kā M51. Viņu sākotnējā galaktikā sākotnēji nebija spirālveida struktūras, bet “gravitācijas nestabilitāte zvaigznēs [Piezīme: pretstatā galaktikas gāzei. Nav atsevišķās zvaigznēs.] Rada daudzarmu ”un raibu spirāles struktūru (pazīstamu kā flokulentu spirāli). Šo flokulento dabu pirmo reizi paredzēja Toomre 1964. gada rakstā, un kopš tā laika tā ir simulēta daudzas reizes. Pēc tam Dobba komanda ieviesa punktu avotu, kas attēlo mazāko galaktiku (NGC 5195) gar orbitālajiem parametriem, kas iegūti iepriekšējās Theis un Spinneker simulācijās 2003. gadā.
Pirmos 60 miljonus gadu nozīmīga jauna struktūra nebija pierādījums. Disks parādīja zināmu satraukumu tuvojošā pavadoņa dēļ, bet jauna spirāles struktūra neradās. Tomēr pēc 120 miljoniem gadu no simulācijas sākuma sāk veidoties mājieni par spirālveida roku galaktikas pusē, kas ir vistuvāk biedram, un pēc 180 miljoniem gadu galaktikas sejā dominē divi izteikti “grandiozi” spirālveida ieroči. , kas aptver vairāk nekā 15 000 gaismas gadus.
Bet rokas bija pārāk labas, lai izturētu. Līdz 240 miljoniem gadu ieroči stiepjas tikai līdz 6500 gaismas gadiem, jo šķiet, ka pavadoņa gravitācijas spēki gaida galaktikas gāzi, kad tā tiek vilkta apkārt orbītā. Līdz 300 miljoniem gadu spirālveida balsti ir atkal auguši, un pāris izskatās ievērojami līdzīgs pašreizējam M51 / NGC 5195 sistēmas stāvoklim.
Autori atzīmē vairākas iezīmes, kas viņu simulācijai ir kopīgas ar novēroto galaktiku. Tajā pusē, kur pavadonis pirmo reizi tuvojās galaktikai, viņi vienā rokā atzīmē “kaprīzu” (attēlā pa kreisi apzīmēts ar “A”). Vēl viena līdzība ir vienas spirāles pleca sadalīšana, kaut arī atkal precīzais novietojums ir atšķirīgs (apzīmēts ar burtu B).
Vēl viens salīdzinājums, ko autori veica, bija ar dažādu roku modeļu (1 roka, 2 roka, 3 roka utt.) Stiprumiem (vai amplitūdu) laika gaitā. Viņi atklāja, ka divi bruņotie paraugi ir visizplatītākie, bet, no mehāniķu puses, viņi secināja, ka pamatā ir augstākas bruņotas struktūras, kas nekad pilnībā neuztvēra. Tomēr šie augstākie bruņotie modeļi tomēr radās tuvu līdz 2 rokas spirāles stiprumam. Autori atzīmē, ka tas saskan ar citas grupas, kas pētīja M51, novērojumu atklājumiem darbā, kas vēl jāsagatavo publicēšanai.
Tomēr ir arī dažas atšķirības. Gāzes daudzums, kas izstiepts no modelētā M51, kam nav ekvivalenta faktiskajos novērojumos (apzīmēts ar C). Faktiskie novērojumi rāda lielu daudzumu gāzes pirms galaktikas pavadoņa, kas simulācijā neatrodas tādā pašā mērā (apzīmēts ar D). Visbeidzot, reāli novērojumi liecina par M51 ieroču pamanāmu saplacināšanu, kas atrodas vistuvāk ceļabiedram. Atkal tie simulācijā neparādās. Autori norāda, ka neatbilstības var būt saistītas ar pārāk vienkāršoto NGC 5195 kā punktveida avota modelēšanu paplašināta korpusa vietā vai nelielām sākotnējo parametru atšķirībām, salīdzinot ar faktisko sistēmu.
Pat ar šīm atšķirībām autori norāda, ka viņu mijiedarbības modelēšana parāda, ka spirālveida uzbūve, vismaz šajā gadījumā, visticamāk, ir NGC 5195 plūdmaiņu mijiedarbības rezultāts uz M51. Viņi arī atzīmē, ka spirālveida blīvuma viļņi ir iespējami nē vaininieks, jo citi pētījumi nav spējuši noteikt konsekventu galaktikas “modeļa ātrumu” (modeļa ātrums ir leņķiskais ātrums, pie kura rokas grieztos, ja to aplūkotu kā sakarīgu struktūru). Tā vietā novērojumi parādīja, ka ieročiem jābūt atšķirīgiem modeļa ātrumiem dažādos rādiusos.
Lai gan viņu darbs to neliecina visiem spirāles struktūru veido plūdmaiņu mijiedarbība ar pavadoņiem, šis darbs liek pamatot iespēju daudzām galaktikām, kurām būtu šādi pavadoņi un M51. Turklāt simulācijas arī atklāj, ka šie plūdmaiņu ierosinātie ieroči ir īslaicīga parādība. Tā kā viņiem nav fiksēta ātruma, viņi būs lēnām vējš un mijiedarbībai progresējot, galaktikas tiks vēl vairāk izkropļotas un galu galā saplūst.
(Paldies Klērai Dobsai par atļauju reproducēt attēlus no papīra, kā arī paskaidrojumus dažos punktos.)
