Спиралне галаксије су несумњиво једна од најлепших грађевина у свемиру. Под једним моделом спирална структура ствара се спиралним таласима густине. У другом су изазвани плимним интеракцијама. Управо је овај приступ истражен у новом раду Доббса и других, прихваћеном за објављивање у Монтхли Нотицес оф тхе Роиал Астрономицал Социети. Наиме, аутори су покушали да користе моделирање плимних сила како би рекреирали структуру спиралних кракова на великој конструкцијској спирали, М51.
Да би моделирали интеракцију, започели су са моделом једноставне галаксије са расподјелом масе (разбијеном у диск, испупчење и хало) сличном оној за М51. Њихова почетна галаксија је у почетку била без спиралне структуре, али „гравитационе нестабилности у звездама [Напомена: за разлику од галактичког гаса. Не у појединачним звездама.] Производе више-наоружану ”и закрпану спиралну структуру (познату као флокулентна спирала). Ову флокулантску природу први је предвидио Тоомре у раду из 1964. године и од тада је симулиран више пута. Доббсов тим је потом представио тачкасти извор који ће представљати мању галаксију (НГЦ 5195) дуж орбиталних параметара добијених претходним симулацијама Тхеиса и Спиннекера 2003. године.
Првих 60 милиона година значајна нова структура није била доказ. Диск је показао нешто узнемирености због приласка, али није се појавила нова спирална структура. Међутим, кроз 120 милиона година од почетка симулације, наговештаји спиралне руке на страни галаксије најближе пратиљу почињу да се формирају и за 180 милиона година две изразите „велике конструкције“ спиралне руке доминирају лицем галаксије , која се простире на преко 15 000 светлосних година.
Али руке су биле превише добре да би издржале. Са 240 милиона година, оружје се протеже на само 6.500 светлосних година, јер гравитационе силе из пратилаца чувају гас галаксије док се она повлачи наоколо у својој орбити. За 300 милиона година, спиралне руке су поново нарасле и пар изгледа изванредно слично садашњем стању М51 / НГЦ 5195 система.
Аутори бележе неколико карактеристика које њихова симулација има у вези са посматраном галаксијом. Са стране на којој се пратилац први пут приближио галаксији, у једној руци бележе „кичму“ (са ознаком А на слици лево). Друга сличност је цепање једног од спиралних кракова, мада је, тачно, позиционирање другачије (означено са Б).
Још једно поређење које су направили аутори односило се на јачину (или амплитуду) различитих делова руку (1 крак, 2 руке, 3 руке, итд ...) током времена. Открили су да су два наоружана модела највише доминантна, али из механике су утврдили да постоје темељне више наоружане структуре које се никада нису у потпуности прихватиле. Међутим, дошли су ови виши оружани обрасци Близу на снагу спирале 2 крака. Аутори напомињу да је то у складу са опажачким налазима друге групе која проучава М51 у делу који тек треба да буде припремљен за објављивање.
Међутим, постоје и неке разлике. Плућ плинова се протезао из симулираног М51 који нема стварна упозорења у стварним опажањима (са ознаком Ц). Стварна запажања показују велике количине гаса испред пратеће галаксије који нису у истој мери присутни у симулацији (означено са Д). И на крају, стварна запажања показују приметно спљоштавање М51-ових руку најближих супутнику. Опет се не појављују у симулацији. Аутори предлажу да одступања могу бити последица претјерано поједностављеног моделирања НГЦ 5195 као точковног извора умјесто продуженог тијела или малих разлика у почетним параметрима у односу на стварни систем.
Чак и уз ове разлике, аутори сугеришу да њихово моделирање интеракције показује да је спирална структура, бар у овом случају, највероватније резултат интеракције плима на М51 од стране НГЦ 5195. Они такође примећују да су вероватноћа спиралних таласа вероватноћа не кривац зато што друге студије нису биле у стању да одреде конзистентну „брзину узорка“ за галаксију (брзина узорка је угаона брзина којом би се руке ротирале ако би се посматрале као кохерентна структура). Уместо тога, опажања су показала да би руке требале да имају различите брзине узорка у различитим радијусима.
Иако њихов рад то не сугерише све спирална структура формирана је интеракцијама с плимама и друговима, ово дело представља јак случај за могућност у многим галаксијама које би имале такве пратиоце и специфичне за М51. Надаље, симулације такође откривају да су ове ручно индуциране руке привремена појава. Пошто немају фиксну брзину, они воља полако се навијају и како интеракција напредује, галаксије ће се даље искривити и на крају спојити.
(Хвала Цлаире Доббс на дозволи за репродукцију слика са папира као и појашњења на неколико тачака.)
