SPIRÁLIS GALAXISOK: JELLEMZŐK ÉS TÍPUSOK - ARTE - 2025

A spirális galaxis egy spirálkarokkal ellátott korong alakú csillagok monumentális csoportja, amely egy csavarkerék alakjára hasonlít. A karok alakja nagyon változó, de általában egy kondenzált középpont jól megkülönböztethető egy olyan koronggal körülvéve, ahonnan a spirálok kihajtanak.

A jelenleg ismert galaxisok csaknem 60% -a spirál, a következő jellemző szerkezettel: központi duzzanat vagy galaktikus duzzanat, korong, spirálkarok és halo.

1. ábra: A kerékkerekes galaxis az Ursa Major csillagképben, amely 21 millió fényévnyire van a Földtől. Forrás: Wikimedia Commons. ESA / Hubble.

Rendkívüli szépségű galaxisok, amelyek olyan csillagképekben helyezkednek el, mint például az Eridano. Edwin Hubble csillagász munkájának köszönhetően mindegyik kódolva volt (1889-1953).

jellemzők

A spirális galaxisok kétharmadának központi sávja van, amely egy rácsos spirális galaxisnak nevezett altípust alkot, hogy megkülönböztesse őket az egyszerű spirális galaxisoktól. Csak két spirál van kijönve a rúdból, és ugyanabban az irányban tekercselve. Tejútunk egy korlátozott spirális galaxis példája, bár helyzetünkből nem tudjuk megfigyelni.

A központi dudor vöröses színű, az idősebb csillagok jelenléte miatt. Magában a magban kevés gáz van, és általában egy fekete lyuk található a központban.

A korong viszont kékes, gazdag gázban és porban, fiatal és melegebb csillagok jelenlétével, amelyek szinte körkörös úton keringnek a galaktikus mag körül, de lassabban, mint a mag.

Ami a spirálokat illeti, ezek nagyon változatosak, kezdve azoktól, amelyek szorosan körbefutnak a központi duzzanat körül, vagy a karok nyíltan elrendezve vannak rajta. Kiemelkednek a sok meleg, kék, fiatal csillagnak köszönhetően.

Számos elmélet létezik arról, hogy miért alakultak ki, és erről később beszélünk.

Végül van egy gömb alakú halogén, amely körülveszi az egész lemezt, gáz- és pormentes, amelyben a legrégebbi csillagokat gömbös csillagfürtökbe csoportosítják, hatalmas klaszterekbe, több ezer és akár millió csillagba, amelyek nagy sebességgel mozognak.

A spirális galaxisok típusai

A galaxisok morfológiájuk (a Föld látványa alapján) osztályozásához az Edwin Hubble által 1936-ban létrehozott hangzó villát használják, amelyet később más csillagászok módosítottak, altípusokat és számokat adva az eredeti jelöléshez.

A Hubble levélkódolású galaxisok így: E elliptikus galaxisokhoz, SO SO lencse alakú galaxisokhoz és S spirálokhoz.

Később további két kategóriát adtak hozzá az SB spirális galaxisokhoz és galaxisokhoz, amelyek alakja nem követi a mintát és szabálytalan: Irr. Az összes megfigyelt galaxis körülbelül 90% -a elliptikus vagy spirál. Csak 10% tartozik az Irr kategóriába.

2. ábra: A galaxisok hangvilláinak diagramja. Forrás: Wikimedia Commons. Az eredeti feltöltő Cosmo0 volt az angol Wikipedia-ban. (Eredeti szöveg: Nincs megadva).

Hubble úgy vélte, hogy a galaxisok az E0 típusú gömb alakú struktúrákként kezdik meg az életüket, majd fegyvereket fejlesztettek ki és spirális galaxisokká váltak, amelyek szabálytalanná válnak.

Kimutatták azonban, hogy nem ez a helyzet. Az elliptikus galaxisok sokkal lassabb forgási mozgással járnak, ami nem fogja őket kiszorítani és spirálokat generálni.

A Hubble hangvillának karjain spirális galaxisok találhatók: S normál spirálokhoz és SB akadályos spirálokhoz. A kisbetűk altípusokat jelölnek: az "a" azt jelzi, hogy a tekercsek szorosan le vannak zárva a mag körül, míg a "c" -et akkor használják, amikor lazábbak. A gáz aránya is ennek megfelelően növekszik.

A Tejút SBb típusú, a Nap egyik spirálkarjában: az Orion karja, az úgynevezett ok, mert ezen csillagkép csillagai szintén megtalálhatók benne, az egyik legszembetűnőbb a Földről.

A spirálok eredetéről szóló elméletek

A spirális karok eredete még nem biztosan ismert, azonban számos elmélet megkísérelte megmagyarázni őket. Először a csillagászok hamarosan megfigyelték, hogy a spirális galaxis különböző struktúrái különböző sebességgel forognak. Ezt differenciális forgásnak nevezik, és ez az ilyen típusú galaxisokra jellemző.

A spirális galaxisok korongjának belső része sokkal gyorsabban forog, mint a külső, míg a halo nem forog. Ezért először azt hitték, hogy ez az oka a spirálok megjelenésének, és nemcsak ez, hanem a sötét anyag létezésének bizonyítéka is.

Ha ez a helyzet, a spirálok rövid életűek lennének (természetesen csillagászati ​​szempontból), mert végül körbekerülnének és eltűnnének.

Sűrűséghullámok és a csillagok önterjedése

A spirálok létezését magyarázó elmélet a sűrűséghullámok. Ez az elmélet, amelyet a svéd csillagász, Bertil Lindblad (1895-1965) készített, azt állítja, hogy az anyag koncentrációjának változása tapasztalható, amely, akárcsak a hang, terjedhet a galaktikus közegben.

Ilyen módon nagyobb koncentrációjú területeket hoznak létre, például spirálokat, és másokat, ahol kevesebb van, amelyek a köztük lévő terek lennének. Ezeknek a területeknek azonban korlátozott időtartamúak, tehát a karok mozogni tudnak, bár alakjuk idővel megmarad.

Ez magyarázza, hogy a spirálok miért nagyon aktív régiók a csillagtermelés szempontjából. Ott a gáz és a por koncentráltabb, tehát a gravitáció beavatkozik úgy, hogy az anyag összecsukódik, protosztárokat képezve, amelyek fiatal és hatalmas csillagokat eredményeznek.

A spirál megmagyarázására szolgáló másik elmélet az önterjesztés. A spirális karokban levő hatalmas kék csillagokról ismert, hogy a mag hűvösebb, vörösebb csillagaihoz viszonyítva rövid élettartamúak.

Az előbbiek általában életét hatalmas szupernóva-robbanásokkal végzik el, de az anyag új csillagokba újrahasznosítható, ugyanabban a helyen, mint az előzőek: a spirálkarok.

Ez megmagyarázná a fegyverek tartósságát, de nem eredetüket. Ezért az csillagászok inkább úgy vélik, hogy ezek a tényezők kombinációjának következményei: ugyanaz a differenciális forgás, a sűrűséghullámok létezése, a csillagok önterjedése és a többi galaxisokkal való interakciók.

Mindezek a körülmények együttesen különféle spirálkarokat eredményeznek: vékonyak és egyértelműen körülhatároltak vagy vastagok és rosszul definiáltak.

Különbségek az elliptikus galaxisok között

A legnyilvánvalóbb különbség az, hogy az elliptikus galaxisokban a csillagok egyenletesebben oszlanak el, mint a spirálokban. Ezekben a vöröses korongban koncentrálódnak és a spirális karokban szétszórtak, kékes színűek, míg az elliptikus galaxisokban eloszlás ovális.

További megkülönböztető tulajdonság a csillagközi gáz és por jelenléte vagy hiánya. Az elliptikus galaxisokban az anyag nagy része régen csillagokká vált, tehát kevés gáz és por van.

A spirális galaxisok részéről olyan területek vannak, ahol gazdag gáz és por, amelyek új csillagokat eredményeznek.

A következő figyelemre méltó különbség a csillagok típusa. A csillagászok két csillagpopulációt különböztetnek meg: az I. populáció fiatal és a II. Populáció, az idősebb csillagok. Az elliptikus galaxisok tartalmaznak II. Lakosságú csillagokat és néhány, a héliumnál nehezebb elemet.

Ezzel szemben a spirális galaxisok az I. és a II. Populációt tartalmazzák. A korongban és a karokban az én populáció vagyok, fiatalabb és magas fémségű. Ez azt jelenti, hogy nehéz elemeket tartalmaznak, a csillagok maradványait, amelyek már eltűntek, míg a haloban a legrégebbi csillagok.

Ez az oka annak, hogy a csillagok továbbra is spirális galaxisokban formálódnak, míg az elliptikus galaxisokban nem. És az az, hogy az elliptikus galaxisok valószínűleg a spirál és a szabálytalan galaxisok ütközései, amelyek során a legtöbb kozmikus por eltűnik, és ezzel együtt új csillagok létrehozásának lehetősége.

Ezek a galaxisok közötti ütközések gyakori események, valójában úgy gondolják, hogy a Tejút ütközik kis műholdas galaxisokkal: a Nyilas elliptikus törpe galaxis, a SagDEG és a Canis Major törpe galaxis.

Összehasonlító táblázat

Különbségek az elliptikus és a spirális galaxisok között. Forrás: Fanny Zapata.

Példák spirális galaxisokra

A spirális galaxisok bőven vannak az univerzumban. A Földről nézve rendkívüli szépségű tárgyak, különféle formáik miatt. Például az Eridano csillagképben öt különböző típusú spirális galaxis található, köztük három akadályos. Az egyik az alább látható NGC 1300.

3. ábra: NGC 1300 akadályos spirális galaxis Erídanóban. Kevin Gill (Los Angeles, CA, Egyesült Államok)

A Tejút

A galaxis az, amely az egyik spirális karjában a Naprendszert tartja. 100 és 400 milliárd csillagot tartalmaz, becsült mérete 150-200 ezer fényév. Ez része az úgynevezett galaxisok helyi csoportjának, valamint Andromeda és körülbelül ötven másik galaxis, szinte az összes törpe.

Andromeda

M31 néven is ismert, és az Andromeda csillagképben található, közel a Cassiopeiaéhez, felismerhető W alakjával, szabad szemmel vagy jó távcsövekkel tiszta, hold nélküli éjszakákon látható.

Annak ellenére, hogy ez már az ősi arab csillagászok nyilvántartásában megjelent, Edwin Hubble észrevételeinek köszönhetően nem volt ismert, hogy a 20. század elejéig galaxis volt.

4. ábra: Az Andromeda galaxis. Forrás: Pixabay.

Körülbelül 2,5 millió fényévnyire van, és megközelíti a Tejút méretét, bár úgy gondolják, hogy kissé hatalmasabb. A legfrissebb becslések azonban azt mutatják, hogy tömege hasonló a saját galaxisunk tömegéhez.

Andromeda nagy sebességgel közeledik hozzánk, tehát várhatóan körülbelül 4,5 milliárd év alatt ütközni fog a Tejút felé, és ez egy hatalmas elliptikus galaxist eredményez.

Whirlpool Galaxy

A Messier katalógusában M51 objektumként jelenik meg, és maga Messier 1773-ban fedezte fel. A Canes Venatici csillagképben található a boreális égboltban, Bootes és Leo közelében, ahonnan távcsövekkel láthatók.

Ennek a fenséges csillagászati ​​objektumnak egy spirális galaxis tipikus alakja van, és becsült távolsága 16 és 27 millió fényév között van. Van egy társ galaxis, amely a távcsövek képeiben jól látható: az NGC 5195 galaxis.

5. ábra. Whirlpool-galaxis és műholdas galaxisa. Forrás: Wikimedia Commons. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) és a Hubble Heritage Team STScI / AURA)

Irodalom

1. Carroll, B. Bevezetés a modern asztrofizikába. 2.. Kiadás. Pearson.
2. Heras, A. Bevezetés Csillagászat és asztrofizika. Helyreállítva: antonioheras.com.
3. Oster, L. 1984. Modern csillagászat. Editorial Reverté.
4. Wikipedia. A galaxisok kialakulása és fejlődése. Helyreállítva: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Spirál galaxisok. Helyreállítva: en.wikipedia.org.