GALAXIS: JELLEMZŐK, ÖSSZETEVŐK, TÍPUSOK, KIALAKULÁS - ARTE - 2024

A galaxis csillagászati ​​tárgyak és anyagok, például gáz- és porfelhők, milliárd csillag, köd, bolygó, aszteroida, üstökös, fekete lyuk és még sok sötét anyag konglomerációja, a gravitációs erőnek köszönhetően.

Naprendszerünk egy Tejút nevű nagy spirálgalaxia része. Ezt a görögből származó nevet le lehet fordítani "tejútnak", mivel hasonlít az éghajlatot áthaladó, halványan megvilágított sávhoz.

1. ábra: A Sombrero Galaxy M104 néven ismert gyönyörű lencsés galaxis a Szűz csillagképben, 29,35 millió fényév távolságban, a Hubble távcsővel látva. Forrás: Wikimedia Commons.

Tiszta nyári éjszakákon nagyon jól megfigyelhető Skorpió és Nyilas csillagképek között, mivel ebben az irányban van a mag, és ahol a csillagok sűrűsége sokkal nagyobb.

A galaxisok felfedezésének története

Abdera nagy görög gondolkodója és matematikus, Demokratikus demokratája (460-370) volt az első, aki - az ő napjában még nem volt távcső - utalt arra, hogy a Tejút valójában csillagok ezreiből állt olyan távol, hogy egymástól nem lehetett volna megkülönböztetni. Egyéb.

Beletelt egy kis időbe, amíg Galileo (1564-1642) egyetértett vele, amikor a távcsövével mutatva rájött, hogy az égbolton több csillag van, mint amennyit képes számolni.

Galileo Galilei - Forrás: Domenico Tintoretto

Immanuel Kant (1724-1804) német filozófus gondolta, hogy a Tejút annyi ezer Naprendszerből áll, és hogy az egész ellipszis alakú, és ritmikusan forog egy központ körül.

Ezenkívül azt is javasolta, hogy létezzenek más csillagok és bolygók, például a Tejút is, és szigeti univerzumoknak hívták őket. Ezek a szigeti univerzumok apró, halvány fényfoltként láthatók lennének a Földről.

20 évvel később, 1774-ben megjelent a Messier-katalógus, amely a mai napig látható 103 mély űrből készült tárgy összeállítása, amelyet Charles Messier (1730-1817) francia csillagász készített.

Ezek között volt néhány jelölt a szigeti világegyetemekre, amelyeket egyszerűen ködökként ismertek. Az M31 köd volt az egyik, ma Andromeda szomszédos galaktikájaként ismert.

William Herschel (1738-1822) kibővítette a mély űrben lévő objektumok listáját 2500-ra, és először a Tejút alakját ismertette. A tudósok azonban még nem tudták meg, hogy bizonyos ködök, mint például az M31, maguk a Tejúthoz hasonló csillagok hatalmas konglomerátumai.

Megfelelő felbontású távcsőre volt szükség, és 1904-ben megvásárolható, amikor a kaliforniai Mount Wilson obszervatóriumban egy hatalmas távcsövet egy 100 hüvelykes átmérőjű tükörrel építették fel. Akkoriban nem vált nyilvánvalóvá az univerzum mérete, mert a már hatalmas Tejút csak egy galaxis, számtalan konglomerátum között.

1924-ben Edwin Hubble-nek (1889-1953) sikerült megmérnie a távolságot ezek közül a spirális ködökhöz, megfigyelve a Cepheid-szerű csillagokat az M31 objektumban, amely a legfigyelemreméltóbb spirál alakú köd, Andromeda.

A cefeidek olyan csillagok, amelyek időszakonként megváltoztatják fényességüket, és ez arányos az időszakkal. A fényesebbek hosszabb ideig tartanak.

Addigra Harold Shapley (1885-1972) becsülte meg a Tejút méretét, de annyira nagy volt, hogy meg volt győződve arról, hogy az Andromeda köd a Tejút belsejében van.

Hubble azonban úgy ítélte meg, hogy az Andromeda cefeidek távolsága sokkal nagyobb, mint a Tejút mérete, ezért nem található benne. Andromeda, akárcsak a Tejút, önmagában is galaxis volt, bár sokáig „extragalaktikus ködnek” nevezték.

Általános tulajdonságok

A galaxisok alakúak, és amint később meglátjuk, e kritérium szerint osztályozhatók. Ezek tömeget is tartalmaznak, és egyáltalán nem statikus entitások, mivel mozgásuk van.

Vannak óriási és nagyon fényes galaxisok, mint például a Tejút és az Andromeda, valamint a „törpéknek” nevezett galaxisok, akár ezer alkalommal kevésbé fényesek. A méret megismerése érdekében hasznos megismerni a csillagászatban alkalmazott néhány mértékegységet. Először van a fényév.

A fényév a távolság mértékegysége, amely megegyezik a fény egy év alatt megtett távolságával. Ha a fénysebesség 300 000 km / s, és megszorozzuk a másodpercek számával 365 napban, akkor az eredmény körülbelül 9 és fél milliárd kilométer.

Összehasonlításképpen a Nap és a Föld közötti távolság 8,5 fényperc, körülbelül 150 millió kilométer, ami nagyjából megegyezik egy AU-val vagy csillagászati ​​egységgel, és hasznos a Naprendszerben végzett mérések során. A Nap legközelebbi csillaga a Proxima Centauri, 4,2 fényévnél.

Az AU egy másik széles körben használt egységet eredményez: az ív másodpercének parsolec vagy parallaxisát. Az, hogy egy pont egy erszéktávolságra van, azt jelenti, hogy annak parallaxisa egyenlő 1 ív másodperccel a Föld és a Nap között. A következő ábra tisztázza azt:

2. ábra. Az elemzés sémája. Forrás: Wikimedia Commons. Kes47 (?).

Méret, mozgás és kémiai összetétel

A galaxisok méretei rendkívül változatosak, oly kicsitől, hogy alig vannak ezer csillaguk, az óriás ellipszis galaxisokig, amelyekről később részletesen beszélünk.

Tehát körülbelül 100 000 fényév átmérőjű Tejútunk van, mivel egy nagy galaxis, de nem a legnagyobb. Az NGC 6872 átmérője 520 000 fényév, körülbelül a Tejút átmérőjének körülbelül ötszörösének felel meg, és ez a legnagyobb spirálgalaktika, amely eddig ismert.

A galaxisok nem statikusak. Általánosságban elmondható, hogy a csillagok, valamint a gáz- és porfelhők forognak a középpont körül, de a galaxis nem minden része forog azonos sebességgel. A középen lévő csillagok gyorsabban forognak, mint a külső csillagok, az úgynevezett differenciális forgásban.

Ami a kémiai összetételt illeti, az univerzumban a leggyakoribb elemek a hidrogén és a hélium. A csillagok belsejében, mint például egy atomfúziós reaktor, a legnehezebb elemek, amelyeket ismertünk, a periódusos táblán képződnek.

A galaxisok színe és fényessége az idő múlásával változik. A fiatalabb galaxisok kékebbek és fényesebbek, mint az idősebbek.

Az ellipszis alakú galaxisok a vörös felé mutatnak, számos idősebb csillaggal, míg a szabálytalanok a kékesek. A spirál alakú galaxisokban a kék közepe felé koncentrálódik és piros a szélén.

A galaxisok alkotóelemei

A galaxis megfigyelésekor az alábbiakhoz hasonló szerkezetek azonosíthatók, amelyek jelen vannak a Tejútban, amelyet modellnek tekintettek, mert a legjobban tanulmányozott:

Disco és halo

A galaxisunk két alapvető szerkezete a korong és a halo. A lemez a galaxis által meghatározott középsíkban van, és nagy mennyiségű csillagközi gázt tartalmaz, ami új csillagokat eredményez. Régi csillagokat és nyitott klasztereket is tartalmaz - egy rosszul felépített csillagcsoportot.

Meg kell jegyezni, hogy nem minden galaxisban van azonos csillagképződés-sebesség. Az elliptikus galaxisokról úgy gondolják, hogy sokkal alacsonyabb az arány, a spirálokkal ellentétben.

A Nap a Tejút galaktikus korongján található, a szimmetria síkján, és mint a korongban szereplő összes csillag, kering a galaxisban egy olyan utat követve, amely körülbelül kör alakú és merőleges a galaktikus forgástengelyére. Körülbelül 250 millió évig tart egy pálya kitöltése.

A halogón a galaxist kevésbé sűrű gömb alakú térfogat borítja, mivel egy olyan régió, ahol sokkal kevesebb por és gáz található. Gömbös klasztereket, a gravitáció által csoportosított csillagokat és a korongnál sokkal régebbi csillagokat, egyes csillagokat és az úgynevezett sötét anyagot tartalmaz.

A sötét anyag egyfajta anyag, amelynek természete ismeretlen. Nevét annak köszönheti, hogy nem bocsát ki elektromágneses sugárzást, és létezését javasolták annak magyarázatára, hogy a külső csillagok a vártnál gyorsabban mozognak.

Az a sebesség, amellyel egy csillag a galaxis közepéhez viszonyítva mozog, az anyag eloszlásától függ, mivel a csillag pályáján marad a gravitációs vonzereje. A gyorsabb sebesség azt jelenti, hogy több olyan anyag van, amely nem látható: sötét anyag.

Az izzó, a galaktikus mag és a rúd

A lemezen és a halogon kívül a galaxisban a domborzat, a központi kidudorodás vagy a galaktikus mag, ahol nagyobb a csillagok sűrűsége, tehát nagyon világító.

Alakja megközelítőleg gömb alakú - bár a Tejút inkább földimogyoróhoz hasonlít - és középpontjában amag van, amelyet egy fekete lyuk alkot, ez a tény úgy tűnik, hogy sok galaxisban jellemző, különösen a a spirális.

Az objektumok, amelyek a mag közelében vannak, ahogyan mondtuk, sokkal gyorsabban forognak, mint azok, amelyek távolabb vannak. Ott a sebesség arányos a középpont távolságával.

Néhány spirális galaxisban, mint például a miénk, van egy sáv, egy olyan szerkezet, amely áthalad a központban, és ahonnan a spirálkarok kilépnek. Több akadályos, mint nem akadályos spirálgalaxis van.

Úgy gondolják, hogy a rudak lehetővé teszik az anyag szállítását a végektől az izzóig, sűrítve azt azáltal, hogy elősegítik a csillagok képződését a magban.

3. ábra. A Tejút alkotóelemei. A Nap az egyik karban van, és a galaxis középpontja körüli mozgással, valamint függőleges mozgással rendelkezik. Forrás: Wikimedia Commons.

A galaxisok típusai

A galaxisok távcsövön keresztüli megfigyelésekor az első dolog, amit észrevesznek, azok alakja. Például a nagy Andromeda-galaxis spirál alakú, társa NGC 147 ellipszis alakú.

A galaxisok osztályozási rendszere az általuk kialakított alakon alapul, és manapság a leggyakrabban használt Hubble hangvillák vagy szekvenciák, amelyeket 1926 körül készített Edwin Hubble, majd később saját maga és más csillagászok módosítottak, amikor új információk jelentkeztek.

Hubble abban a hitben tervezte meg a sémát, hogy egyfajta galaxis-evolúciót képvisel, de ma ismert, hogy nem ez a helyzet. Betűket használunk a sorrendben galaxisok megjelölésére: E elliptikus galaxisokra, S spirális galaxisokra és Irr szabálytalan alakú galaxisokra.

4. ábra. A Hubble hangvillája. Forrás: Wikimedia Commons.

Elliptikus galaxisok

Balra, a hangvillának nyakán az E betű által ábrázolt elliptikus galaxisok vannak. Az őket alkotó csillagok többé-kevésbé egyenletes eloszlásúak.

A betűt kísérő szám jelzi, hogy a galaxis elliptikus -elemikus-e, kezdve E0-vel, amely a leggömbölyűbb, E7-ig, amely a legszélesebb. Nem figyeltünk meg olyan galaxisokat, amelyek elliptikussága meghaladja a 7-et. Ezt a paramétert oting-vel jelölve:

Є = 1 - (β / ɑ)

Az α és β az ellipszis látszólagos fő- és melléktengelyei. Ez az információ viszonylag relatív, mert csak a Földről van kilátás. Például nem lehet tudni, hogy a szélén látható galaxis ellipszis, lencse vagy spirál.

Az óriás elliptikus galaxisok a világ egyik legnagyobb tárgya. Ezek a legegyszerűbben megfigyelhetők, bár sokkal kisebb verziók, nevezetesen törpe elliptikus galaxisok, sokkal gazdagabbak.

5. ábra: Az NGC 1316 elliptikus galaxis a Fornax csillagképben, egy másik kisebb galaxissal egyesítve. Forrás: Kép jóváírása: NASA / JPL-Caltech / CTIO.

Lentikuláris és spirális galaxisok

A lencsés galaxisok tárcsa alakúak, spirálkarok nélkül, de akadályozhatók. Nómenklatúrájuk S0 vagy SB0, és jobbra vannak az ábra villájában. A lemezen található por mennyiségétől (magas abszorpciós zónák) függően, ezek fel vannak osztva az S01, SB01 - S03 és SB03 részekre.

Az S galaxisok a spirális galaxisok, míg az SB az akadályos spirális galaxisok, mivel úgy tűnik, hogy a spirálok egy rúdról kinyúlnak a központi duzzanaton keresztül. A galaxisok túlnyomó része ilyen alakú.

A galaxisok mindkét osztályát egymástól megkülönbözteti a spirális karok könnyűségi foka, és kisbetűvel vannak megjelölve. Ezeket úgy határozzuk meg, hogy összehasonlítjuk a legnagyobb duzzanat méretét a tárcsa hosszával: L bulge / L tárcsa.

6. ábra: Andromeda gyönyörű spirális galaxisa a Cassiopea csillagképben. Forrás: Wikimedia Commons kép a NASA-tól).

Például, ha ez az hányados ≈ 0,3, akkor a galaxisokat Sa jelöli, ha egyszerű spirál, vagy SBa jelölést, ha korlátozott. Ezekben a spirálok szűkebbnek tűnnek, és a csillagok koncentrációja a karokban enyhébb.

Amint a sorozat jobbra halad, a spirálok lazábbnak tűnnek. Ezeknek a galaxisoknak a kidudorodás / korong aránya: L kidudorodás / L korong ≈ 0,05.

Ha egy galaxis közbenső jellemzőkkel rendelkezik, legfeljebb két kisbetű adható hozzá. Például egyesek a Tejútot SBbc-nek osztályozzák.

Szabálytalan galaxisok

Ezek olyan galaxisok, amelyek alakja nem felel meg a fent leírt minták egyikének sem.

Hubble maga osztotta őket két csoportba: Irr I és Irr II, ahol az előbbiek csak kissé jobban szerveződtek, mint az utóbbiak, mert vannak olyanok, amelyek emlékeztetnek a spirális karok formájára.

Az Irr II galaxisok, mondhatjuk, amorfok és felismerhetetlen belső szerkezettel rendelkeznek. Mind az Irr I, mind az Irr II tipikusan kisebb, mint az elliptikus galaxisok vagy a fenséges spirális galaxisok. Egyes szerzők inkább törpe galaxisnak nevezik őket. A legismertebb szabálytalan galaxisok közé tartozik a szomszédos Magellán-felhők, amelyek Irr I besorolásúak.

7. ábra: Szabálytalan NGC 5408 galaxis, amelyet a Centaurus csillagképben fedeztek fel John Herschel 1834-ben. Eleinte úgy vélte, hogy egy bolygó-köd. Forrás: Wikimedia Commons.

A Hubble-sorozat közzététele után, a francia csillagász Gerard de Vaucouleurs (1918-1995) javasolta az Irr I és az Irr II nómenklatúra eltávolítását, és az Irr I-nek, amelynek vannak spirális karjait, Sd - SBd galaxisoknak hívják, Sm - SBm vagy Im (Az "m" a Magellán galaxisra vonatkozik).

Végül a valóban szabálytalan alakú galaxisokat, amelyeknek spirális nyomai nem vannak, egyszerűen Go-nak hívják, ezzel a modern osztályozás így maradt:

Hogyan alakulnak a galaxisok?

A galaxisok kialakulása ma aktív vita tárgya. A kozmológusok úgy vélik, hogy a korai világegyetem meglehetősen sötét volt, tele gázfelhőkkel és sötét anyaggal. Ez annak az elméletnek köszönhető, hogy az első csillagok néhány száz millió évvel a nagy robbanás után alakultak ki.

Amint a csillagok előállítási mechanizmusa helyben van, kiderül, hogy a sebesség növekedése és csökkenése mutatkozik. És mivel a csillagok alkotják a galaxisokat, különböző mechanizmusok léteznek, amelyek galaxisok kialakulásához vezetnek.

A gravitációs vonzás az ősi erő, amely mozgásba hozza a kozmikus tárgyak kialakulását. Az anyag kis felhalmozódása egy bizonyos ponton egyre több anyagot vonz, és felhalmozódni kezd.

Úgy gondolják, hogy a Tejút ilyen módon indult: az anyag kis felhalmozódása, amely végül a halo gömb alakú klaszteréhez vezetett, amelyek között vannak a galaxis legrégebbi csillagai.

A forgás a tömeg felhalmozódásában rejlik, amely a csillagképzés kezdeti periódusát követi. És a forgatással létrejön a szögmozgás, amelynek megóvása a gömbtömeg összeomlását eredményezte, és lapos koronggá változtatta.

A galaxisok mérete megnövelhető, ha összeolvadnak más kisebb galaxisokkal. Úgy gondolják, hogy ez a helyzet a Tejút és annak kisebb szomszédai, a Magellán felhők esetében.

Egy másik, a távoli jövőben várható egyesülés az Andromeda-val való ütközés, amely a legtöbb galaxismal ellentétben bennünket zár. Andromeda jelenleg 2,2 millió fényévnyire van.

Hány galaxis van az univerzumban?

Noha a legtöbb hely üres, galaxisok milliói vannak, néhány becslés szerint ezek közül talán 100 billió. Mások 2 billió galaxist becsülnek meg. Az univerzum nagy részét még felfedezetlennek tartják, és erre a kérdésre nincs pontos válasz.

Mindössze 12 nap alatt a Hubble Űrtávcső 10 000 galaxist talált a legváltozatosabb formákban. A világegyetemben levő galaxisok teljes száma ismeretlen. A távcsővel történő megfigyelés során hangsúlyozni kell, hogy nem csak a távolságban, hanem az időben is tovább haladsz.

A látott napfény 8,5 percet vett igénybe. Andromeda távcsövekkel megfigyelt látása a 2,2 millió évvel ezelőtti nézet. Éppen ezért az, amit a Földről látunk, a megfigyelhető világegyetem hatósugarán helyezkedik el. Jelenleg nincs mód arra, hogy megnézze mi túlmutat.

Az egyik módja annak megbecsülésére, hogy hány galaxis létezik a megfigyelhető univerzumban, rendkívül mély terepi felvételek készítése Hubble-ból vagy XDF-ből, amelyek az égi gömb kis területét képviselik.

Egy ilyen felvétel során 5500 galaxist találtak 13,2 milliárd fényév távolságra. Szorozva ezt az értéket az XDF ​​mennyiségével az egész égi gömbre, becsülték a 100 000 millió említett galaxist.

Minden azt jelzi, hogy a korábbi időkben több galaxis volt, mint manapság, de kisebb, kék és szabálytalan alakúak, mint az elegáns spirálgalaxisok, amelyeket ma látunk.

Példák a galaxisokra

Óriási méretük ellenére a galaxisok nem magányosak, hanem hierarchikus struktúrákba vannak csoportosítva.

A Tejút az úgynevezett Helyi Csoporthoz tartozik, amelynek összes tagja - körülbelül 54 - a távolságra nem haladja meg az 1 Mega-parsec-t. Ezután a galaxisok sűrűsége csökken, amíg meg nem jelenik egy másik, a Helyi Csoporthoz hasonló klaszter.

A felfedezett galaxisok hatalmas változatossága közül érdemes kiemelni néhány meglepő példát sajátosságaikról:

Óriás elliptikus galaxisok

A legnagyobb galaxisok, amelyeket eddig találtak, a galaxiscsoportok középpontjában állnak. Hatalmas elliptikus galaxisok, amelyek gravitációja más galaxiseket vonz, elnyelve őket. Ezekben a galaxisokban a csillagok képződési sebessége nagyon alacsony, tehát a növekedés folytatása érdekében más csapdákat csapdába ejtik.

Aktív galaxisok

Az aktív galaxisok, ellentétben a normálabb és csendesebbekkel, mint például a Tejút, nagyon magas energia frekvenciákat bocsátanak ki, sokkal magasabbak, mint a csillagok által kibocsátott frekvenciák, amelyek bármelyik galaxisban gyakoriak.

Ezek a nagy energiájú frekvenciák, amelyek teljesítménye megegyezik a nap milliárdjaival, olyan tárgyakból származnak, mint például a kvazárok, amelyeket 1963-ban fedeztek fel. Meglepő módon a kvazár, az univerzum egyik legfényesebb tárgya, képes ezt a sebességet több millió évig fenntartani.

A Seyfert-galaxisok az aktív galaxisok egy másik példája. Eddig több százan fedezték fel őket. Magja erősen ionizált sugárzást bocsát ki, időben változó.

8. ábra: A Seyfert M 106 galaxis. Forrás: Wikimedia Commons. Röntgen: NASA / CXC / Univ. Maryland / AS Wilson és munkatársai; Optikai: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL-Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF

Úgy gondolják, hogy a központ közelében hatalmas mennyiségű gáznemű anyag rohan a központi fekete lyuk felé. A tömegveszteség felszabadítja a sugárzó energiát a röntgenspektrumban.

A rádió galaxisok olyan elliptikus galaxisok, amelyek nagy mennyiségű rádiófrekvenciát bocsátanak ki, tízezer olyan sokkal, mint a szokásos galaxisok. Ezekben a galaxisokban vannak olyan források - rádiólebenyek -, amelyeket anyagszálak kapcsolnak a galaktikus maghoz, és elektronokat bocsátanak ki intenzív mágneses mező jelenlétében.

Irodalom

1. Carroll, B. Bevezetés a modern asztrofizikába. 2.. Kiadás. Pearson. 874-1037.
2. Galaxy. Helyreállítva: es.wikipedia.org
3. Hogyan működik. 2016. A Space Book. 8.. Ed. Imagine Publishing Ltd. 134-150.
4. A galaxisok. Helyreállítva: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Oster, L. 1984. Modern csillagászat. Editorial Reverté. 315-394.
6. Pasachoff, J. 1992. Csillagok és bolygók. Peterson terepi útmutatók. 148-154.
7. Quora. Hány galaxis van? Helyreállítva: es.quora.com.
8. Az univerzum mérésére szolgáló vonalzó. Helyreállítva: henrietta.iaa.es
9. Mi a galaxis? A lap eredeti címe: spaceplace.nasa.gov.