ГАЛАКСИЈА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, КОМПОНЕНТЕ, ВРСТЕ, ФОРМАЦИЈА - АРТЕ - 2024

Галаксија је конгломерат астрономских објеката и материја, као што су гас и прашину облацима, милијардама звезда, маглина, планета, астероида, комета, црне рупе, па чак и много тамне материје, све структуриране захваљујући силе гравитације.

Наш соларни систем је део велике спиралне галаксије која се зове Млечни пут. Ово име изведено са грчког може се превести као "млечна стаза", због сличности са слабо осветљеном траком која прелази небеску сферу.

Слика 1. Прелепа лентикуларна галаксија позната као Сомбреро Галаксија М104 у сазвежђу Девица, удаљена 29,35 милиона светлосних година, виђена телескопом Хуббле. Извор: Викимедиа Цоммонс.

У ведрих летњих ноћи врло се добро примећује између сазвежђа Шкорпиона и Стрелца, пошто је у том правцу језгро и где је густина звезда много већа.

Историја открића галаксија

Велики грчки мислиоц и математичар Демокрит из Абдера (460-370. Пр. Кр.) Био је први који је сугерирао - у његово време није било телескопа - да је Млечни пут заправо састављен од хиљаде звезда толико далеко, да их није било могуће разликовати. друго.

Прошло је неко време пре него што се Галилео (1564-1642) сложио са њим, кад је показао својим телескопом установио да на небу има више звезда него што је могао да рачуна.

Галилео Галилеи - Извор: Доменицо Тинторетто

Немачки филозоф Иммануел Кант (1724-1804) нагађао је да Млечни пут има више хиљада соларних система и да је цео имао елиптичан облик и да се ритмички ротира око средишта.

Даље, он је сугерисао да постоје и друге звезде и планете, као што је Млечни пут, и назвао их острвским универзумима. Ти би острвски свемири били видљиви са Земље као сићушни, слабашни комади светлости.

20 година касније, 1774. године, појавио се Мессиер каталог, компилација 103 свемирских објеката видљивих до данас, а направио их је француски астроном Цхарлес Мессиер (1730-1817).

Међу њима је било и неких кандидата за острвске свемире, који су били познати и као маглице. Маглица М31 била је једна од њих, позната данас као суседна галаксија Андромеда.

Виллиам Херсцхел (1738-1822) проширио би листу објеката из свемира на 2.500 и први описао облик Млечног пута. Међутим, научници још нису схватили да су одређене маглице попут М31 и сами огромни конгломерати звезда слични Млечном путу.

Потребан је телескоп довољне резолуције, а могао би да га купи 1904. године када је огромни телескоп у опсерваторију Моунт Вилсон у Калифорнији изграђен са огледалом пречника 100 инча. Тек тада је величина свемира постала очигледна, јер је већ огромна Млечна стаза само једна галаксија, међу безброј њих конгломерата.

Године 1924. Едвин Хуббле (1889-1953.) Успео је да измери удаљеност до једне од ових спиралних маглина, посматрајући кефеидне звезде у објекту М31, најзнаменитију маглу у облику спиралног облика, названу Андромеда.

Цефиди су звезде које периодично мењају своју осветљеност и то је пропорционално периоду. Светлији имају дужи период.

До тада је Харолд Схаплеи (1885-1972) процијенио величину Млијечног пута, али био је толико велик да је био увјерен да је маглица Андромеда у унутрашњости Млијечног пута.

Међутим, Хуббле је утврдио да је удаљеност до Андромеда цефеида много већа од величине Млечног пута и да се због тога не може пронаћи унутар ње. Андромеда је, попут Млијечног пута, била галаксија сама по себи, мада је дуго времена називала "екстрагалактичка маглина".

Опште карактеристике

Галаксије имају облик и, као што ћемо видети касније, могу се класификовати према овом критеријуму. Такође садрже масу и уопште нису статични ентитети јер имају кретање.

Постоје џиновске и веома светле галаксије, попут Млечног пута и Андромеде, а такође су и галаксије назване "патуљци", до хиљаду пута мање сјајне. Да бисте се упознали са величинама, корисно је знати неке мерне јединице које се користе у астрономији. Прво имамо светлосну годину.

Светлосна година је јединица растојања једнака удаљености коју светлост пређе у једној години. Будући да је брзина светлости 300.000 км / с, множећи се са бројем секунди у 365 дана, резултат је приближно 9 и пол милијарди километара.

За поређење, удаљеност од Сунца до Земље је 8,5 светлосних минута, око 150 милиона километара, што је отприлике еквивалентно једној АУ или астрономској јединици, корисној у мерењима унутар Сунчевог система. Следећа звезда Сунцу је Прокима Центаури са 4,2 светлосне године.

АУ ствара другу широко кориштену јединицу: парсекс или паралаксе лучне секунде. То што је тачка на удаљености од парсекса, значи да је њена паралакса једнака једном луку секунде између Земље и Сунца. Следећа слика то појашњава:

Слика 2. Шема за дефинисање парсека. Извор: Викимедиа Цоммонс. Кес47 (?)

Величина, кретање и хемијски састав

Величине галаксија су изузетно разнолике, од тако малих да једва имају хиљаду звезда, до џиновских елиптичних галаксија о којима ћемо детаљније говорити.

Дакле, имамо наш Млечни пут пречника 100 000 светлосних година, што је велика галаксија, али не и највећа. НГЦ 6872 има 520.000 светлосних година, око 5 пута већи од пречника Млечног пута, и највећа је спирална галаксија позната до данас.

Галаксије нису статичне. Генерално гледано, звезде и облаци гаса и прашине имају ротационе покрете око центра, али не делују се сви делови галаксије једнаком брзином. Звезде у центру се окрећу брже од спољашњих, у такозваној диференцијалној ротацији.

Што се тиче хемијског састава, најчешћи елементи у свемиру су водоник и хелијум. Унутар звезда, попут реактора за нуклеарну фузију, најтежи елементи за које знамо да се формирају кроз периодичну табелу.

Боја и светлост галаксија се мењају током времена. Млађе галаксије су плаве и светлије од старијих.

Галаксије у облику елипсе имају тенденцију ка црвеној боји, са бројним старијим звездама, док су неправилне оне најмодерније. У спиралним галаксијама плава је концентрисана према средини, а црвена према периферији.

Компоненте галаксија

Када посматрамо галаксију, могу се препознати следеће структуре које су присутне у Млечном путу, који је узет као модел јер је најбоље проучен:

Диско и хало

Две основне структуре наше галаксије су диск и хало. Диск је у средњој равнини дефинисано галаксијом и садржи велику количину међузвезданог гаса који ствара нове звезде. Такође садржи старе звезде и отворене гроздове - слабо структуирано групирање звезда.

Треба напоменути да немају све галаксије исту стопу формирања звезда. Сматра се да су елиптичне галаксије знатно ниже, за разлику од спирала.

Сунце је смештено у галактичком диску Млечног пута, на равнини симетрије и попут свих звезда на диску, орбитира око галаксије пратећи путању приближно кружну и окомито на галактичку ос ротације. За завршетак једне орбите је потребно око 250 милиона година.

Хало прекрива галаксију мање густом сфероидном запремином, јер је то подручје са много мање прашине и гаса. Садржи глобуларне гроздове, звезде груписане по деловању гравитације и много старије од диска, поједине звезде као и такозвану тамну материју.

Тамна материја је врста материје чија природа није позната. Своје име дугује чињеници да не емитује електромагнетно зрачење и предложено је његово постојање да се објасни чињеница да се звезде напољу крећу брже него што се очекивало.

Брзина којом се звезда креће у односу на средиште галаксије зависи од начина на који се материја распоређује, јер њена гравитациона привлачност због ње остаје у орбити. Већа брзина значи да постоји више материје која се не може видети: тамна материја.

Сијалица, галактичко језгро и шипка

Осим диска и халоа, у галаксији постоји и испупчење, централно испупчење или галактичко језгро, где је већа густина звезда, због чега су врло светлуцави.

Његов облик је приближно сферичан - премда Млечни пут више личи на кикирики, а у његовом је средишту језгро, састављено од црне рупе, чињенице која се чини уобичајена у многим галаксијама, посебно у спиралне.

Предмети који се налазе у близини језгра ротирају се, као што смо рекли, много брже од оних који су даље. Тамо је брзина пропорционална растојању до центра.

Неке спиралне галаксије попут наше имају шипку, структуру која тече кроз центар и из које излазе спиралне руке. Има више забрањених спиралних галаксија без препрека.

Сматра се да штапови омогућавају транспорт материје од крајева до луковице, задебљавајући је тако што промовишу стварање звезда у језгру.

Слика 3. Компоненте Млечног пута. Сунце је у једном од наручја и има ротационо кретање око средишта галаксије, као и вертикално кретање. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Врсте галаксија

Прво што се цени када посматрамо галаксије кроз телескоп је њихов облик. На пример, велика галаксија Андромеда је спирално обликована, док је њен пратилац НГЦ 147 елиптичан.

Систем класификације галаксије заснован је на њиховом облику и данас се највише користи Хуббле-овом тунинг вилицом или секвенцом коју је око 1926. створио Едвин Хуббле, а касније је модификовао себе и друге астрономе, како су се појавиле нове информације.

Хуббле је шему дизајнирао у уверењу да представља неку врсту еволуције галаксије, али данас се зна да то није случај. Слова се користе у низу за означавање галаксија: Е за елиптичне галаксије, С за спиралне галаксије и Ирр за неправилне облике.

Слика 4. Хуббле тунинг вилица. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Елиптичне галаксије

Лево на врату вилице су елиптичне галаксије представљене словом Е. Звезде које их чине распоређене су на мање или више једноличан начин.

Број који прати слово указује на то колико је елиптична галаксија -елептичност-, почевши од Е0, који је најсферичнији, до Е7, који је најплоднији. Нису запажене галаксије са елиптичношћу већом од 7. Означивање овог параметра као:

= = 1 - (β / ɑ)

Са α и β као привидне главне и мање полуосовине елипсе. Међутим, ове информације су релативне, јер ми имамо само поглед са Земље. На пример, није могуће знати да ли је галаксија приказана на ивици елиптична, лентукуларна или спирална.

Џиновске елиптичне галаксије су међу највећим објектима у свемиру. Најлакше су их посматрати, мада су много мање верзије, назване патуљасте елиптичне галаксије, много обилније.

Слика 5. Елиптична галаксија НГЦ 1316, у сазвежђу Форнак, која се спаја са другом мањом галаксијом. Извор: Кредитна слика: НАСА / ЈПЛ-Цалтецх / ЦТИО.

Лентикуларне и спиралне галаксије

Лентикуларне галаксије су у облику диска, без спиралних кракова, али могу имати шипку. Њихова номенклатура је С0 или СБ0 и налазе се тачно на врху фигуре. Овисно о количини прашине (зоне високе апсорпције) на вашем диску, оне се дијеле на С01, СБ01 до С03 и СБ03.

С галаксије су правилне спиралне галаксије, док су СБ спиралне галаксије са забрањеном снагом, јер се чини да спирале стрше из баре кроз средишњу избочину. Огромна већина галаксија има овај облик.

Обе класе галаксија се разликују по степену лакоће спиралних кракова и обележене су малим словима. Они се одређују упоређивањем величине највећег испупчења са дужином диска: Л испупчења / Л диска.

Слика 6. Прелепа спирална галаксија Андромеда у сазвежђу Касиопеја. Извор: Викимедиа Цоммонс Имаге од НАСА).

На пример, ако је овај квоцијент ≈ 0,3, галаксије су означене као Са ако је једноставна спирала, или СБа ако је забрањена. У њима се чини да су спирале чвршће и концентрација звезда у рукама је мања.

Како се низ наставља удесно, спирале изгледају лабавије. Омјер испупчења / диска за ове галаксије је: Л избочина / Л диск ≈ 0,05.

Ако галаксија има посредне карактеристике, могу се додати до два мала слова. На пример, Млечни пут неки класификују као СБбц.

Неправилне галаксије

То су галаксије чији облик не одговара ниједном од горе описаних образаца.

Сам Хуббле их је поделио у две групе: Ирр И и Ирр ИИ, где су прве само мало организованије од друге, јер имају нешто што подсећа на облик спиралних кракова.

Галаксије Ирр ИИ су, могли бисмо рећи, аморфне и без препознатљиве унутрашње структуре. И Ирр И и Ирр ИИ су обично мање од елиптичних галаксија или величанствених спиралних галаксија. Неки аутори радије их називају патуљастим галаксијама. Међу најпознатије неправилне галаксије налазе се суседни Магелански облаци, класификовани као Ирр И.

Слика 7. Неправилна галаксија НГЦ 5408, коју је Јохн Херсцхел открио у сазвежђу Центаурус 1834. У почетку се веровало да је планетарна маглина. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Након објављивања Хуббле секвенце, француски астроном Герард де Вауцоулеурс (1918-1995) предложио је уклањање номенклатуре Ирр И и Ирр ИИ и назвао Ирр И, који има неколико спиралних кракова, као Сд - СБд галаксије, См - СБм или Им ("м" је за магеланску галаксију).

Напокон, галаксије чији је облик заиста неправилан и без наговештаја о спирали једноставно се називају Го. С тим у вези је модерна класификација остала следећа:

Како се формирају галаксије?

Формирање галаксије данас је предмет активне дискусије. Козмолози верују да је рани свемир био прилично мрачан, испуњен облацима гаса и тамном материјом. То је због теорије да су прве звезде настале током неколико стотина милиона година после Великог праска.

Једном када се успостави звјездани производни механизам, испада да има стопе успона и падова. А пошто су звезде оно што чине галаксије, постоје различити механизми који доводе до стварања галаксија.

Гравитациона привлачност је првобитна сила која покреће формирање космичких објеката. Мало нагомилавање материје у неком тренутку привлачи више материје и оно се почиње сакупљати.

Сматра се да је Млечни пут започео овако: мала накупљања материје која су на крају створила кугласте накупине халоа, међу којима су најстарије звезде галаксије.

Ротација је својствена накупљању масе која је пратила овај почетни период формирања звезда. А ротацијом се ствара угаони момент, чија је очување произвела колапс сферне масе претварајући је у равни диск.

Галаксије се могу повећавати величином спајањем са другим мањим галаксијама. Веровало се да је то случај данас са Млечним путем и његовим мањим комшијама, магеланским облацима.

Још једно спајање које се очекује у врло далекој будућности је судар са Андромедом који се, за разлику од већине галаксија, затвара на нас. Андромеда је тренутно удаљена 2,2 милиона светлосних година.

Колико галаксија има у универзуму?

Иако је већина простора празна, према неким проценама постоје милиони галаксија, можда 100 билиона њих. Остали процењују 2 билиона галаксија. Већина свемира остаје неистражен и на то питање не постоји тачан одговор.

За само 12 дана, свемирски телескоп Хуббле пронашао је 10 000 галаксија најразличитијих облика. Стварно укупно галаксија у свемиру није познато. Када посматрате телескопом, потребно је нагласити да идете даље не само у даљини, већ и у времену.

Сунчевој светлости коју видимо је било потребно 8,5 минута да дође до нас. Поглед на Андромеду који посматрамо двогледом је поглед од пре 2,2 милиона година. Зато је оно што видимо са Земље у домету универзума који се може посматрати. За сада нема начина да се види шта стоји иза.

Један од начина да се процени колико галаксија има у посматраном свемиру је узимање екстремно дубоких снимака поља са Хубблеа или КСДФ-а, који представљају мало подручје небеске сфере.

У једном таквом снимку пронађено је 5500 галаксија удаљених 13,2 милијарде светлосних година. Помножавањем ове вредности са количином КСДФ за целу небеску сферу проценили су 100 000 милиона споменутих галаксија.

Све указује да је у ранијим временима било више галаксија него сада, али мање, плаве и неправилнијег облика од елегантних спиралних галаксија које данас видимо.

Примери галаксија

Упркос огромној величини, галаксије нису самотне, већ су груписане у хијерархијске структуре.

Млечни пут припада такозваној Локалној групи, у којој су сви чланови - око 54 - на удаљености не већој од 1 Мега-парсека. Тада се густина галаксија смањује све док се не појави други кластер сличан Локалној групи.

Међу огромним мноштвом пронађених галаксија, вриједно је истакнути неколико изненађујућих примера за њихове посебности:

Огромне елиптичне галаксије

Највеће галаксије до сада пронађене су у центру кластера галаксија. То су огромне елиптичне галаксије чија гравитација вуче друге галаксије, захватајући их. У овим галаксијама стопа формирања звезда је врло ниска, тако да би непрестано расли они остају у замци.

Активне галаксије

Активне галаксије, за разлику од нормалнијих и мирнијих попут Млечног пута, емитују фреквенције веома високе енергије, много веће од оних које емитују језгра звезда, уобичајених у било којој галаксији.

Ове високоенергетске фреквенције чија је снага еквивалентна милијардама сунца излазе из језгре објеката као што су квазари, откривени 1963. Изненађујуће, квазар, један од најсјајнијих објеката у свемиру, способан је да одржи ову брзину милионима година.

Сејфертове галаксије су још један пример активних галаксија. До сада је откривено неколико стотина њих. Његово језгро емитује високо јонизовано зрачење, променљиво у времену.

Слика 8. Галаксија Сеиферт М 106. Извор: Викимедиа Цоммонс. Рендгенски снимак: НАСА / ЦКСЦ / Унив. из Мариланда / АС Вилсон ет ал .; Оптички: Пал.Обс. ДСС; ИР: НАСА / ЈПЛ-Цалтецх; ВЛА: НРАО / АУИ / НСФ

Верује се да у близини центра огромна количина гасовитог материјала жури ка централној црној рупи. Губитак масе ослобађа зрачећу енергију у спектру рендгенских зрака.

Радио галаксије су елиптичне галаксије које емитују велике количине радио фреквенција, десет хиљада пута више од обичних галаксија. У тим галаксијама постоје извори - радио-резови - повезани влакнима материје са галактичким језгром, који емитују електроне у присуству интензивног магнетног поља.

Референце

1. Царролл, Б. Увод у модерну астрофизику. 2нд. Едитион. Пеарсон. 874-1037.
2. Галаксија. Опоравак од: ес.википедиа.орг
3. Како то ради. 2016. Боок оф Спаце. 8тх. Ед. Замислите Публисхинг Лтд. 134-150.
4. Галаксије. Опоравак од: астрофисица.цл/астрономиапаратодос.
5. Остер, Л. 1984. Савремена астрономија. Редакција Реверте. 315-394.
6. Пасацхофф, Ј. 1992. Звезде и планете. Петерсон Фиелд Гуидес. 148-154.
7. Куора. Колико галаксија има? Опоравак од: ес.куора.цом.
8. Владар који мери свемир. Опоравак од: хенриетта.иаа.ес
9. Шта је галаксија? Преузето са: спацеплаце.наса.гов.