СПИРАЛНЕ ГАЛАКСИЈЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ И ВРСТЕ - АРТЕ - 2024

Спирална галаксија је монументална кластер диск у облику звезде са спиралним крацима, које подсећају на облик петарду. Облик кракова се увелике разликује, али генерално је кондензовани центар јасно разликован окружен диском из којег вирију спирале.

Скоро 60% галаксија које су тренутно познате су спирале са следећим карактеристичним структурама: централна избочина или галактичка избочина, диск, спиралне руке и хало.

Слика 1. Галаксија вртача у сазвежђу Мајор Урса која се налази на 21 милион светлосних година од Земље. Извор: Викимедиа Цоммонс. ЕСА / Хуббле.

Они су галаксије изванредне лепоте које се могу налазити у сазвежђима попут Еридано. Сви су кодирани захваљујући раду астронома Едвина Хубблеа (1889-1953).

карактеристике

Две трећине спиралних галаксија има средишњу траку, која чини подтип назван забрањеним спиралним галаксијама и разликује их од једноставних спиралних галаксија. Имају само две спирале које излазе из шипке и вијугају се у истом правцу. Наш Млијечни Пут је примјер забрањене спиралне галаксије, иако то не можемо проматрати из свог положаја.

Централна избочина је црвенкасте боје, због присуства старијих звезда. У самом језгру има мало гаса и обично се у средини налази црна рупа.

Диск је са своје стране плавкаст и богат гасом и прашином, са присуством младих и топлијих звезда које круже по готово кружним путевима око галактичког језгра, али спорије од оних у језгру.

Што се тиче спирала, оне се нуде у разноврсној варијанти, од оних које се чврсто умотавају око централне избочине или руку које су на њој отвореније постављене. Они се истичу захваљујући великом броју врућих, плавих, младих звезда које садрже.

Постоји неколико теорија о томе зашто су формиране, о чему ћемо касније говорити.

Коначно, постоји сферни хало који окружује читав диск, сиромашан гасом и прашином, у којем су најстарије звезде груписане у глобуларне звезде, огромне групе са хиљадама, па чак и милионима звезда које се крећу великом брзином.

Врсте спиралних галаксија

Да би се галаксије класификовале према њиховој морфологији (изглед какав се види са Земље) користи се тунинг вилица коју је створио Едвин Хуббле 1936. Ова класификација су касније модификовани од стране других астронома додавањем подврста и бројева оригиналној нотацији.

Хуббле је на овај начин кодирао галактике словним словима: Е за елиптичне галаксије, СО за галактике у облику леће и С за спирале.

Касније су додате још две категорије које укључују СБ спиралне галаксије са препрекама и облик чији облик не следи образац и неправилне су: Ирр. Око 90% свих посматраних галаксија су елиптичне или спиралне. Само 10% је у категорији Ирр.

Слика 2. Дијаграм подешавања виљушки галаксија. Извор: Викимедиа Цоммонс. Оригинални учитавач био је Цосмо0 на енглеској Википедији (оригинални текст: није дат).

Хуббле је вјеровао да су галаксије започеле свој живот као сферне структуре типа Е0, а затим развиле оружје и постале спиралне галаксије које би завршиле неправилним.

Међутим, показало се да то није случај. Елиптичне галаксије имају много спорије ротационо кретање што их неће натјерати да се спљоште и генерирају спирале.

На краковима Хуббле тунинг вилице налазе се спиралне галаксије: С за нормалне спирале и СБ за забрањене спирале. Мала слова означавају подтипове: „а“ означава да су завојнице чврсто затворене око језгра, док се „ц“ користи када се губе. Такође се удео гаса повећава у складу са тим.

Млечни пут је СБб типа, са Сунцем у једном од спиралних кракова: рука Ориона, такозвана, јер се у њој налазе и звезде овог сазвежђа, једне од најупечатљивијих што се виде са Земље.

Теорије о пореклу спирале

Поријекло спиралних кракова још није познато са сигурношћу, међутим постоји неколико теорија које их покушавају објаснити. За почетак, астрономи су убрзо приметили да се различите структуре у спиралној галаксији окрећу различитим брзинама. То је познато као диференцијална ротација и карактеристично је за ове врсте галаксија.

Унутрашњост диска спиралних галаксија ротира се много брже од екстеријера, док се хало не окреће. Из тог разлога, у почетку се веровало да је то разлог појаве спирале и не само то, то је и доказ постојања тамне материје.

Међутим, ако је то случај, спирале би биле краткотрајне (наравно у астрономском смислу), јер би се завршиле око себе и нестајале.

Таласи густоће и самопромочивање звезда

Прихваћена теорија која објашњава постојање спирала је таласност таласа. Ова теорија коју је створио шведски астроном Бертил Линдблад (1895-1965) постулира да материја доживљава варијације у својој концентрацији, које попут звука могу да се шире у галактичком окружењу.

На тај начин стварају се подручја са већом концентрацијом, попут спирале и друга са мање, што би били простори између њих. Али та подручја имају ограничено трајање, па се руке могу кретати иако им облик временом опстаје.

Ово објашњава зашто су спирале веома активне регије у погледу производње звезда. Тамо су гас и прашина концентрисанији, па гравитација интервенише тако да се материја скупља и ствара протостаре, што ће створити младе и масивне звезде.

Друга теорија која настоји објаснити спирале је она о самопромочивању. Познато је да су масивне плаве звезде у спиралним краковима краткотрајне у односу на хладније, црвене звезде у језгри.

Први обично завршавају свој живот у гигантским експлозијама супернове, али материјал се може рециклирати у нове звезде на истом месту као претходне: спиралне руке.

То би објаснило постојаност оружја, али не и порекло истих. Из тог разлога, астрономи више верују да су последица комбинације фактора: исте диференцијалне ротације, постојања таласа густине, саморазмножавања звезда и интеракција претрпљених са другим галаксијама.

Све ове околности заједно стварају различите врсте спиралних кракова: танке и јасно подцртане или дебеле и слабо дефинисане.

Разлике са елиптичним галаксијама

Најочитија разлика је да су звезде у елиптичним галаксијама равномерније распоређене него у спиралама. У њима се појављују концентрисани у црвенкастом диску и распршени у спиралним краковима, плавкасто обојене, док је дистрибуција у елиптичним галаксијама овална.

Друга карактеристична карактеристика је присуство или одсуство међузвезданог гаса и прашине. У елиптичним галаксијама већина ствари се одавно претворила у звезде, тако да имају мало гаса и прашине.

Са своје стране, спиралне галаксије имају подручја где гас и прашина, који стварају нове звезде, обилују.

Следећа битна разлика је врста звезда. Астрономи разликују две звјездане популације: популацију И младу и популацију ИИ, старије звијезде. Елиптичне галаксије садрже звезде ИИ популације и неколико елемената теже од хелијума.

Супротно томе, спиралне галаксије садрже популације И и ИИ. У диску и оружју доминира популација коју сам млађи и с високом металиканошћу. То значи да садрже тешке елементе, остатке звезда које су већ нестале, док су у халу најстарије звезде.

Због тога се звезде и даље формирају у спиралним галаксијама, док их у елиптичним галаксијама немају. И ради се о томе да су елиптичне галаксије вероватно резултат судара спиралних и неправилних галаксија, током којих већина космичке прашине нестаје, а са њом и могућност стварања нових звезда.

Ти судари између галаксија су чести догађаји, у ствари се верује да је Млечни пут у колизији са малим сателитским галаксијама: елиптичном патуљастом галаксијом Стрелац, СагДЕГ и патуљском галаксијом Цанис Мајор.

Упоредна табела

Разлике између елиптичних и спиралних галаксија. Извор: Фанни Запата.

Примери спиралних галаксија

Спиралне галаксије обилују свемиром. Гледано са Земље, они су објекти изузетне лепоте због својих различитих облика. На пример, у сазвежђу Еридано постоји пет спиралних галаксија различитих типова, укључујући и три забране. Један од њих је НГЦ 1300, приказан доле.

Слика 3. Забрањена спирална галаксија НГЦ 1300 у Еридану. Кевин Гилл из Лос Анђелеса, Калифорнија, Сједињене Државе

Млијечни пут

То је галаксија која налази Сунчев систем у једном од својих спиралних кракова. Садржи између 100 и 400 милијарди звезда, чија је процењена величина између 150 - 200 хиљада светлосних година. Део је такозване Локалне групе галаксија, заједно са Андромедом и још око 50 галаксија, скоро све патуљке.

Андромеда

Познат и као М31, смештен је у сазвежђу Андромеда, близу онога Касиопеје због свог препознатљивог облика В. Може се видети голим оком или лепим двогледом током ведрих ноћи без месеца.

Иако се већ појављивао у записима древних арапских астронома, није било познато да је то галаксија све до почетка 20. века, захваљујући запажањима Едвина Хубблеа.

Слика 4. Галаксија Андромеда. Извор: Пикабаи.

Удаљеност је око 2,5 милиона светлосних година и величине је Млечног пута, иако се верује да је она мало масивнија. Међутим, недавне процјене говоре да је његова маса упоредива са масом наше галаксије.

Андромеда нам се приближава великом брзином, па се очекује да ће се за око 4,5 милијарди година сударити са Млечним путем, што ће створити џиновску елиптичну галаксију.

Галаки са вртлогом

Појављује се у Мессиеровом каталогу као објект М51, а сам га је открио Цхарлес Мессиер 1773. Налази се у сазвежђу Цанес Венатици на бореалном небу, у близини Боотеса и Леа, одакле се може видети двогледом.

Овај величанствени астрономски објекат има типичан облик спиралне галаксије и налази се на процењеној удаљености између 16 и 27 милиона светлосних година. Има пратећу галаксију јасно видљиву на сликама телескопа: галаксију НГЦ 5195.

Слика 5. Галаксија вртлога и њена сателитска галаксија. Извор: Викимедиа Цоммонс. НАСА, ЕСА, С. Бецквитх (СТСцИ) и тим Хуббле Херитаге СТСцИ / АУРА)

Референце

1. Царролл, Б. Увод у модерну астрофизику. 2нд. Едитион. Пеарсон.
2. Херас, А. Увод Астрономија и астрофизика. Опоравак од: антониохерас.цом.
3. Остер, Л. 1984. Савремена астрономија. Редакција Реверте.
4. Википедиа. Формирање и еволуција галаксија. Опоравак од: ес.википедиа.орг.
5. Википедиа. Спиралне галаксије. Опоравак од: ен.википедиа.орг.