Euclid je među stotinama tisuća galaksija pronašao važan trag za jedno od dugotrajnih pitanja astronomije: zašto neke spiralne galaksije imaju dva jasna, dominantna kraka, a druge tri ili više. Galaksije s dva kraka u prosjeku imaju izraženiji središnji dio, odnosno veću koncentraciju svjetlosti prema središtu.
To nije konačan odgovor na pitanje kako nastaju spiralni krakovi, ali pokazuje povezanost njihova izgleda i unutarnje građe galaksije u velikom uzorku. Istraživači su usporedili oblik, masu i stopu stvaranja zvijezda u prvome brzom izdanju podataka svemirskog teleskopa Euclid. Njegova su rana opažanja već donijela više od 300.000 novih objekata u dubokom svemiru, a sada se ista široka snimanja koriste i za proučavanje građe galaksija.
Broj krakova nije samo detalj na snimci
Algoritam Zoobot procijenio je broj spiralnih krakova za 380.111 galaksija. Među spiralnim galaksijama koje su se mogle dovoljno pouzdano razvrstati, približno 60 do 70 posto ima dva kraka, a 15 do 20 posto tri. Ostale je teže svrstati jer se krakovi granaju, prekidaju ili su preslabi da bi se na snimci mogli pouzdano prebrojiti.
U strože odabranom uzorku, pri crvenim pomacima od 0,2 do 1, bilo je 6.284 dvokrake i 262 trokrake galaksije. Dvokrake galaksije u prosjeku imaju veću koncentraciju svjetlosti prema središtu, manju zvjezdanu masu i nižu stopu stvaranja zvijezda. No pri istoj zvjezdanoj masi razlika u stvaranju zvijezda gotovo nestaje.
Središte je povezano s uzorkom u disku
Nalaz se uklapa u tumačenja prema kojima izraženiji središnji dio može pogodovati uzorku s dva dominantna kraka. To ipak nije jedini put do takva izgleda. Spiralne krakove mogu oblikovati i središnja prečka, unutarnje nestabilnosti diska ili gravitacijski utjecaj susjedne galaksije.
Galaksija Vrtlog, M51, jedan je od najpoznatijih primjera. Njezina interakcija s galaksijom NGC 5195 može naglasiti dva velika kraka, što se vidi na Webbovoj snimci M51. Nova analiza zato spiralni oblik ne svodi na jedan uzrok, nego pokazuje da pri objašnjenju dvokrakog uzorka treba uzeti u obzir i središnju koncentraciju galaksije.
Ni Mliječna staza ne nudi jednostavan odgovor
Vlastitu galaksiju ne možemo promatrati izvana, pa njezinu strukturu ne možemo sagledati jednako lako kao strukturu udaljenih spiralnih galaksija. Anomalija u Strijelčevu kraku pokazuje koliko pojedini dijelovi galaktičkog kraka mogu odstupati od očekivanog oblika.
Euclid omogućuje drukčiju provjeru: velik broj galaksija može se usporediti pod sličnim uvjetima, pa se može pratiti ponavlja li se veza između središta i krakova u različitim kozmičkim razdobljima. Za vrlo udaljene galaksije ipak ostaje problem razlučivosti jer se slabije i sitnije grane krakova lako izgube na snimkama.
Broj krakova još nije konačan odgovor
Galaksija može imati dva jasna kraka blizu središta, a dalje u disku više razgranatih krakova. Zato sami autori upozoravaju da broj krakova nije potpuna klasifikacija spiralne strukture. Samo brojanje ne može razlikovati stabilniji dvokraki uzorak od galaksija u kojima se takav oblik prema rubovima diska razgranava.
Za vrlo rani svemir bit će potrebna detaljnija opažanja pojedinačnih galaksija, poput kandidata za spiralne sustave koje je već uočio Webb. Euclidov rezultat usmjerava sljedeća mjerenja na vezu između središta galaksije i strukture njezina diska.
