GALAXY: EGENSKAPER, KOMPONENTER, TYPER, FORMASJON - ARTE - 2026

En galakse er en konglomerasjon av astronomiske gjenstander og materie, for eksempel gass- og støvskyer, milliarder av stjerner, tåker, planeter, asteroider, kometer, sorte hull og til og med mye mørk materie, alt strukturert takket være tyngdekraften.

Solsystemet vårt er en del av en stor spiralgalakse kalt Melkeveien. Dette navnet avledet fra gresk kan oversettes som "melkevei", på grunn av dets likhet med et svakt opplyst bånd som krysser himmelsk sfære.

Figur 1. Den vakre linseformede galaksen kjent som Sombrero Galaxy M104 i stjernebildet Jomfruen, 29,35 millioner lysår unna, sett med Hubble-teleskopet. Kilde: Wikimedia Commons.

På klare sommernetter kan det observeres veldig godt mellom stjernebildene Skorpionen og Skytten, siden i den retningen er kjernen og hvor stjernetettheten er mye høyere.

Historie om oppdagelsen av galakser

Den store greske tenkeren og matematikeren Democritus of Abdera (460-370 f.Kr.) var den første som antydet - på hans tid var det ingen teleskoper - at Melkeveien faktisk var satt sammen av tusenvis av stjerner så langt fra hverandre at man ikke kunne skille seg fra hverandre. annen.

Det tok litt tid før Galileo (1564-1642) var enig med ham, da han pekte på teleskopet hans at han fant flere stjerner på himmelen enn han kunne telle.

Galileo Galilei - Kilde: Domenico Tintoretto

Det var den tyske filosofen Immanuel Kant (1724-1804) som spekulerte i at Melkeveien var satt sammen av så mange tusen solsystemer, og at helheten hadde en elliptisk form og roterte rytmisk rundt et sentrum.

Videre foreslo han at andre sett med stjerner og planeter eksisterte som Melkeveien og kalte dem øyaunivers. Disse øyauniversene vil være synlige fra Jorden som ørsmå, svake lysflekker.

20 år senere, i 1774, dukket Messier-katalogen opp, en samling av 103 objekter i dype rom som er synlige til dags dato og er laget av den franske astronomen Charles Messier (1730-1817).

Blant disse var noen kandidater for øyauniverser, som ganske enkelt var kjent som nebulaer. M31-tåken var en av dem, og ble i dag kjent som den nærliggende galaksen Andromeda.

William Herschel (1738-1822) ville utvide listen over objekter i dype rom til 2500 og beskrev først formen på Melkeveien. Imidlertid hadde forskere ennå ikke innsett at visse tåler som M31 i seg selv var enorme konglomerater av stjerner som ligner på Melkeveien.

Et teleskop med tilstrekkelig oppløsning var nødvendig, og det kunne kjøpes i 1904 da det enorme teleskopet ved Mount Wilson Observatory i California ble bygget med et 100-tommers speil. Det var først da størrelsen på universet ble tydelig, fordi den allerede enorme Melkeveien bare er en galakse, blant utallige konglomerater av dem.

I 1924 klarte Edwin Hubble (1889-1953) å måle avstanden til en av disse spiralnebularene, og observerte de Cepheid-lignende stjernene i objektet M31, den mest bemerkelsesverdige spiralformede tåken kalt Andromeda.

Cepheider er stjerner som med jevne mellomrom endrer lysstyrken, og dette er proporsjonalt med perioden. De lysere har lengre perioder.

Da hadde Harold Shapley (1885-1972) estimert størrelsen på Melkeveien, men den var så stor at han var overbevist om at Andromeda-tåken befant seg i det indre av Melkeveien.

Imidlertid bestemte Hubble at avstanden til Andromeda Cepheids var mye større enn størrelsen på Melkeveien og derfor ikke kunne bli funnet i den. Andromeda var i likhet med Melkeveien en galakse i seg selv, selv om den i lang tid forble kalt en "ekstragalaktisk tåke."

Generelle egenskaper

Galakser har form, og som vi vil se senere, kan de klassifiseres i henhold til dette kriteriet. De inneholder også masse, og de er ikke statiske enheter i det hele tatt, siden de har bevegelse.

Det er gigantiske og veldig lyse galakser, som Melkeveien og Andromeda, og også galakser kalt "dverger", opptil tusen ganger mindre lyse. For å bli kjent med størrelsene er det nyttig å kjenne til noen måleenheter som brukes i astronomi. Først har vi lysåret.

Lysåret er en avstand som tilsvarer avstanden som lyset kjører på ett år. Siden lysets hastighet er 300 000 km / s, multipliserer med antall sekunder på 365 dager, er resultatet omtrent 9 og en halv milliard kilometer.

Til sammenligning er avstanden fra solen til jorden 8,5 lysminutter, omtrent 150 millioner kilometer, noe som tilsvarer omtrent en AU eller en astronomisk enhet, nyttig i målinger innen solsystemet. Den neste nærmeste stjernen til solen er Proxima Centauri på 4,2 lysår.

UA gir opphav til en annen mye brukt enhet: parsec eller parallax av en bue sekund. At et punkt er på avstand fra en parsec, betyr at parallaxen er lik 1 bue sekund mellom jorden og solen. Følgende figur tydeliggjør det:

Figur 2. Skjema for å definere parsec. Kilde: Wikimedia Commons. Kes47 (?).

Størrelse, bevegelse og kjemisk sammensetning

Størrelsene på galakser er ekstremt varierte, fra så små at de knapt har tusen stjerner, til de gigantiske elliptiske galaksene som vi vil snakke om i detalj senere.

Dermed har vi Melkeveien vår med omtrent 100 000 lysår i diameter, og er en stor galakse, men ikke den største. NGC 6872 er 520 000 lysår i diameter, omtrent 5 ganger diameteren til Melkeveien, og er den største spiralgalaksen som er kjent til dags dato.

Galaxyene er ikke statiske. Generelt har stjerner og skyer av gass og støv rotasjonsbevegelser rundt sentrum, men ikke alle deler av en galakse roterer med samme hastighet. Stjernene i sentrum roterer raskere enn de ytre, i det som kalles differensialrotasjon.

Når det gjelder kjemisk sammensetning, er de vanligste elementene i universet hydrogen og helium. Inne i stjernene, som en atomfusjonsreaktor, dannes de tyngste elementene som vi vet gjennom det periodiske systemet.

Fargene og lysstyrken til galakser endres over tid. Yngre galakser er blåere og lysere enn eldre.

Ellipseformede galakser har en tendens til å være røde, med mange eldre stjerner, mens uregelmessige er de blåeste. I spiralformede galakser er blått konsentrert mot sentrum og rødt mot utkanten.

Komponenter av galakser

Når man observerer en galakse, kan strukturer som følgende identifiseres, som er til stede i Melkeveien, som har blitt tatt som en modell fordi den er den best studerte:

Diskotek og glorie

De to grunnleggende strukturene i galaksen vår er disken og glorie. Disken er i midtplanet definert av galaksen og inneholder en stor mengde interstellar gass som gir opphav til nye stjerner. Den inneholder også gamle stjerner og åpne klynger - en dårlig strukturert gruppe av stjerner.

Det skal bemerkes at ikke alle galakser har samme stjernedannelsesfrekvens. Elliptiske galakser antas å ha en mye lavere hastighet, i motsetning til spiraler.

Sola befinner seg i den galaktiske disken i Melkeveien, i symmetriplanet og som alle stjernene på disken, går den i bane rundt galaksen etter en bane som er omtrent sirkulær og vinkelrett på den galaktiske rotasjonsaksen. Det tar omtrent 250 millioner år å fullføre en bane.

Halo dekker galaksen med et mindre tett sfæroidvolum, siden det er et område med mye mindre støv og gass. Den inneholder kuleklynger, stjerner gruppert etter tyngdekraften og mye eldre enn disken, individuelle stjerner og også den såkalte mørke materien.

Mørk materie er en type materie hvis natur er ukjent. Det skylder navnet sitt på at det ikke avgir elektromagnetisk stråling og dens eksistens er blitt foreslått for å forklare det faktum at stjerner utenfor beveger seg raskere enn forventet.

Hastigheten som en stjerne beveger seg med hensyn til sentrum av galaksen, avhenger av hvordan saken er fordelt, siden det er gravitasjonsattraksjonen på grunn av at en stjerne forblir i bane. Raskere hastighet betyr at det er mer materie som ikke kan sees: mørk materie.

Pæren, den galaktiske kjernen og baren

Bortsett fra disken og glorie, i galaksen er det bula, den sentrale bula eller galaktiske kjernen, der det er en større tetthet av stjerner, og er derfor veldig lysende.

Formen er tilnærmet sfærisk - selv om melkeveien er mer som en peanøtt - og i sentrum er kjernen, som består av et svart hull, et faktum som ser ut til å være vanlig i mange galakser, spesielt i spiralene.

Gjenstander som er i nærheten av kjernen, roterer som sagt mye raskere enn de som er lenger borte. Der er hastigheten proporsjonal med avstanden til sentrum.

Noen spiralgalakser som vår har en bar, en struktur som renner gjennom sentrum og som spiralarmer dukker opp fra. Det er mer sperre enn uhemmet spiralgalakser.

Det antas at stengene tillater transport av materie fra endene til pæren, og tykner det ved å fremme dannelsen av stjerner i kjernen.

Figur 3. Komponenter på melkeveien. Sola er i en av armene og har en roterende bevegelse rundt sentrum av galaksen, så vel som en vertikal bevegelse. Kilde: Wikimedia Commons.

Typer galakser

Den første tingen som blir satt pris på når man observerer galakser gjennom teleskopet, er deres form. Den store Andromeda-galaksen er for eksempel spiralformet, mens følgesvennen NGC 147 er elliptisk.

Galakse klassifiseringssystemet er basert på formen de har, og det mest brukte i dag er Hubble-innstillingsgaffelen eller sekvensen, opprettet rundt 1926 av Edwin Hubble, og senere modifisert av ham selv og andre astronomer, etter hvert som ny informasjon dukket opp.

Hubble designet planen i troen på at det representerte en slags galakseutvikling, men i dag er det kjent at dette ikke er tilfelle. Bokstaver brukes i sekvensen for å betegne galakser: E for elliptiske galakser, S for spiralgalakser, og Irr for uregelmessig formede galakser.

Figur 4. Hubble-innstillingsgaffel. Kilde: Wikimedia Commons.

Elliptiske galakser

Til venstre på halsen på tuninggaffelen er de elliptiske galakser representert med bokstaven E. Stjernene som utgjør dem er fordelt på en mer eller mindre ensartet måte.

Tallet som følger med brevet indikerer hvor elliptisk galaksen er -eliptisitet- og begynner med E0, som er den mest sfæriske, til E7, som er den flateste. Ingen galakser med elliptisitet større enn 7. er observert. Betegner denne parameteren som є:

Є = 1 - (β / ɑ)

Med α og β som henholdsvis den tilsynelatende hoved- og mindre halvaksen til ellipsen. Denne informasjonen er imidlertid relativ, fordi vi bare har utsikten fra Jorden. For eksempel er det ikke mulig å vite om en galakse vist på kanten er elliptisk, linseformet eller spiral.

Gigantiske elliptiske galakser er blant de største objektene i universet. De er de enkleste å observere, selv om mye mindre versjoner, kalt dverg elliptiske galakser, er mye rikere.

Figur 5. Elliptisk galakse NGC 1316, i stjernebildet Fornax, som fusjonerer med en annen mindre galakse. Kilde: Bildekreditt: NASA / JPL-Caltech / CTIO.

Linse- og spiralgalakser

Linseformede galakser er skiveformede uten spiralarmer, men kan ha en stang. Nomenklaturen deres er S0 eller SB0, og de ligger rett ved figuren. Avhengig av mengden støv (høye absorpsjonssoner) på platen din, er de delt inn i S01, SB01 til S03 og SB03.

S-galaksene er de rette spiralgalakser, mens SB er de sperrede spiralgalakser, siden spiralene ser ut til å strekke seg fra en stolpe gjennom den sentrale bula. De aller fleste galakser har denne formen.

Begge klasser av galakser kjennetegnes igjen av spiralarmenes grad av letthet og er markert med små bokstaver. Disse bestemmes ved å sammenligne størrelsen på den største bula i med lengden på platen: L bulge / L plate.

Figur 6. Den vakre spiralgalaksen til Andromeda i stjernebildet Cassiopea. Kilde: Wikimedia Commons Bilde fra NASA).

For eksempel, hvis denne kvotienten er 0,3, betegnes galaksene som Sa hvis det er enkel spiral, eller SBa hvis det er sperret. I disse ser spiralene ut til å være strammere og konsentrasjonen av stjerner i armene er mer anstrengende.

Når sekvensen fortsetter til høyre, virker spiralene løsere. Bult / disk-forholdet for disse galaksene er: L utbukt / L-plate ≈ 0,05.

Hvis en galakse har mellomliggende egenskaper, kan det legges opp til to små bokstaver. For eksempel er Melkeveien av noen klassifisert som SBbc.

Uregelmessige galakser

Dette er galakser hvis form ikke stemmer overens med noen av mønstrene beskrevet ovenfor.

Hubble selv delte dem inn i to grupper: Irr I og Irr II, der førstnevnte bare er litt mer organisert enn sistnevnte, fordi de har noe som minner om spiralarmenes form.

Irr II-galakser er, kan vi si, amorfe og uten gjenkjennelig indre struktur. Både Irr I og Irr II er vanligvis mindre enn elliptiske galakser eller majestetiske spiralgalakser. Noen forfattere foretrekker å referere til dem som dverggalakser. Blant de mest kjente uregelmessige galakser er nabolandet Magellanic Clouds, klassifisert som Irr I.

Figur 7. Uregelmessig galakse NGC 5408, oppdaget i stjernebildet Centaurus av John Herschel i 1834. Først ble det antatt å være en planetarisk tåke. Kilde: Wikimedia Commons.

Etter publiseringen av Hubble-sekvensen foreslo den franske astronomen Gerard de Vaucouleurs (1918-1995) å fjerne Irr I og Irr II nomenklaturen og kalle Irr I, som har noen spiralarmer, som Sd - SBd galakser, Sm - SBm eller Im ("m" er for magellisk galakse).

Til slutt kalles galaksene hvis form virkelig er uregelmessig og uten spor av spiraler, ganske enkelt Go. Med dette har den moderne klassifiseringen holdt seg slik:

Hvordan dannes galakser?

Galaxy-formasjon er gjenstand for aktiv diskusjon i dag. Kosmologer mener at det tidlige universet var ganske mørkt, fylt med skyer av gass og mørk materie. Dette skyldes teorien om at de første stjernene dannet seg i løpet av noen hundre millioner år etter Big Bang.

Når den stjernemessige produksjonsmekanismen er på plass, viser det seg å ha opp- og nedturer i hastigheten. Og siden stjerner er det som utgjør galakser, er det forskjellige mekanismer som fører til dannelse av galakser.

Gravitasjonsattraksjon er den urbane kraften som setter i gang dannelsen av kosmiske objekter. En liten ansamling av materie på et tidspunkt tiltrekker seg mer materie og den begynner å samle seg.

Melkeveien antas å ha startet på denne måten: små ansamlinger av materie som til slutt ga opphav til glødeklyngene, blant disse er de eldste stjernene i galaksen.

Rotasjonen er iboende i opphopningen av masse som fulgte denne første perioden med stjernedannelse. Og med rotasjonen opprettes vinkelmomentet, hvis bevaring produserte kollapsen av den sfæriske massen og transformerte den til en flat skive.

Galakser kan øke i størrelse ved å slå seg sammen med andre mindre galakser. Dette antas å være tilfelle i dag med Melkeveien og dens mindre naboer, de magellanske skyene.

En annen sammenslåing som forventes i en fjern fremtid er kollisjonen med Andromeda, som i motsetning til de fleste galakser stenger for oss. Andromeda er for tiden 2,2 millioner lysår unna.

Hvor mange galakser er det i universet?

Selv om det meste av rommet er tomt, er det millioner av galakser, kanskje 100 billioner av dem, etter noen anslag. Andre estimerer 2 billioner galakser. Det meste av universet forblir uutforsket, og det er ingen eksakt svar på dette spørsmålet.

På bare 12 dager fant Hubble-romteleskopet 10.000 galakser av de mest varierte former. Den faktiske totalen av galakser i universet er ukjent. Når du observerer med et teleskop er det nødvendig å understreke at du kommer lenger, ikke bare på avstand, men også i tid.

Sollyset vi ser har tatt 8,5 minutter å nå oss. Synet på Andromeda som vi observerer med kikkert er det for 2,2 millioner år siden. Det er grunnen til at det vi ser fra Jorden er i området for det observerbare universet. For nå er det ingen måte å se hva som ligger utenfor.

En måte å estimere hvor mange galakser det er i det observerbare universet er ved å ta ekstremt dype feltbilder fra Hubble eller XDF, som representerer et lite område av himmelsk sfære.

I et slikt skudd ble 5500 galakser funnet 13,2 milliarder lysår unna. Ved å multiplisere denne verdien med mengden XDF for hele himmelkulen, estimerte de 100.000 millioner galakser som er nevnt.

Alt tyder på at det i tidligere tider var flere galakser enn det er nå, men mindre, blå og mer uregelmessig i form enn de elegante spiralgalakser vi ser i dag.

Eksempler på galakser

Til tross for sin enorme størrelse, er galakser ikke ensomme, men snarere gruppert i hierarkiske strukturer.

Melkeveien tilhører den såkalte Local Group, der alle medlemmene - omtrent 54 - ikke er større enn 1 megaparsec. Deretter synker galaksenes tetthet til det dukker opp en annen klynge som ligner på den lokale gruppen.

Blant det enorme utvalg av galakser som er funnet, er det verdt å trekke frem noen overraskende eksempler for deres særegenheter:

Gigantiske elliptiske galakser

De største galaksene som er funnet hittil er i sentrum av galakse klynger. Det er enorme elliptiske galakser hvis tyngdekraft trekker andre galakser og oppsluker dem. I disse galaksene er stjernedannelsesfrekvensen veldig lav, så for å fortsette å vokse feller de andre.

Aktive galakser

Aktive galakser sender i motsetning til de mer normale og rolige som Melkeveien frekvenser med veldig høy energi, mye høyere enn de som avgis av stjernekjerner, som er vanlige i enhver galakse.

Disse høye energifrekvensene som har kraft tilsvarer milliarder av soler kommer ut av kjernen av objekter som kvasarer, oppdaget i 1963. Overraskende nok er en kvasar, en av de lyseste gjenstandene i universet, i stand til å opprettholde denne frekvensen i millioner av år.

Seyfert-galaksene er et annet eksempel på aktive galakser. Så langt er flere hundre av dem blitt oppdaget. Kjernen avgir sterkt ionisert stråling, variabel i tid.

Figur 8. Galaxy Seyfert M 106. Kilde: Wikimedia Commons. Røntgen: NASA / CXC / Univ. av Maryland / AS Wilson et al .; Optisk: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL-Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF

Det antas at i nærheten av sentrum suser en enorm mengde gassformet materiale mot det sentrale sorte hullet. Massetapet frigjør strålingsenergi i røntgenspekteret.

Radiogalakser er elliptiske galakser som avgir store mengder radiofrekvenser, ti tusen ganger mer enn vanlige galakser. I disse galaksene er det kilder - radiolober - knyttet av filament av materie til den galaktiske kjernen, som avgir elektroner i nærvær av et intenst magnetfelt.

referanser

1. Carroll, B. En introduksjon til moderne astrofysikk. Andre. Edition. Pearson. 874-1037.
2. Galaxy. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org
3. Hvordan det fungerer. 2016. Book of Space. Åttende. Ed. Imagine Publishing Ltd. 134-150.
4. Galaxyene. Gjenopprettet fra: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redaksjonell Reverté. 315-394.
6. Pasachoff, J. 1992. Stjerner og planeter. Peterson feltguider. 148-154.
7. Quora. Hvor mange galakser er det? Gjenopprettet fra: es.quora.com.
8. En linjal for å måle universet. Gjenopprettet fra: henrietta.iaa.es
9. Hva er en galakse? Hentet fra: spaceplace.nasa.gov.