ZA galaktyka Jest konglomeratem obiektów astronomicznych i materii, takich jak obłoki gazu i pyłu, miliardy gwiazd, mgławice, planety, asteroidy, komety, czarne dziury, a nawet dużo ciemnej materii, wszystko zbudowane dzięki sile grawitacji.
Nasz układ słoneczny jest częścią dużej galaktyki spiralnej zwanej droga Mleczna. Nazwę tę wywodzącą się z języka greckiego można przetłumaczyć jako „mleczna ścieżka” ze względu na jej podobieństwo do słabo oświetlonego pasma przecinającego sferę niebieską..
W pogodne letnie noce można go bardzo dobrze obserwować między konstelacjami Skorpiona i Strzelca, ponieważ w tym kierunku znajduje się jądro, a gęstość gwiazd jest znacznie większa..
Indeks artykułów
Wielki grecki myśliciel i matematyk Demokryt z Abdery (460-370 pne) jako pierwszy zasugerował - w jego czasach nie było teleskopów - że Droga Mleczna składała się w rzeczywistości z tysięcy gwiazd tak odległych, że nie można było ich rozróżnić , inne.
Minęło trochę czasu, zanim Galileusz (1564-1642) się z nim zgodził, kiedy wskazując swój teleskop stwierdził, że na niebie jest więcej gwiazd, niż mógł zliczyć.
To niemiecki filozof Immanuel Kant (1724-1804) spekulował, że Droga Mleczna składa się z tysięcy innych układów słonecznych, a całość miała eliptyczny kształt i obracała się rytmicznie wokół środka..
Ponadto zasugerował również, że istnieją inne zestawy gwiazd i planet, takie jak Droga Mleczna, i nazwał je wszechświatami wyspiarskimi. Te wszechświaty wyspowe byłyby widoczne z Ziemi jako maleńkie, słabe plamki światła..
20 lat później, w 1774 roku, ukazał się katalog Messiera, kompilacja 103 widocznych do tej pory obiektów kosmicznych wykonanych przez francuskiego astronoma Charlesa Messiera (1730-1817).
Wśród nich byli kandydaci do wszechświatów wyspiarskich, znanych po prostu jako mgławice. Jedną z nich była mgławica M31, dziś znana jako sąsiednia galaktyka Andromedy.
William Herschel (1738-1822) rozszerzył listę obiektów kosmicznych do 2500 i jako pierwszy opisał kształt Drogi Mlecznej. Jednak naukowcy nie zdawali sobie jeszcze sprawy, że niektóre mgławice, takie jak M31, same były ogromnymi konglomeratami gwiazd podobnych do Drogi Mlecznej..
Potrzebny był teleskop o wystarczającej rozdzielczości, który można było kupić w 1904 roku, kiedy ogromny teleskop w Obserwatorium Mount Wilson w Kalifornii został zbudowany ze zwierciadłem o średnicy 100 cali. Dopiero wtedy rozmiar wszechświata stał się jasny, ponieważ i tak ogromna Droga Mleczna to tylko galaktyka, pośród niezliczonych ich konglomeratów..
W 1924 roku Edwin Hubble (1889-1953) zdołał zmierzyć odległość do jednej z tych mgławic spiralnych, obserwując gwiazdy typu cefeidy w obiekcie M31, najbardziej zauważalnej mgławicy w kształcie spirali, zwanej Andromeda.
Cefeidy to gwiazdy, które okresowo zmieniają swoją jasność i jest to proporcjonalne do okresu. Najjaśniejsi mają dłuższe okresy.
Do tego czasu Harold Shapley (1885-1972) oszacował rozmiar Drogi Mlecznej, ale była ona tak duża, że był przekonany, że mgławica Andromedy znajduje się we wnętrzu Drogi Mlecznej..
Jednak Hubble ustalił, że odległość do cefeid Andromedy była znacznie większa niż wielkość Drogi Mlecznej i dlatego nie można jej znaleźć w jej obrębie. Andromeda, podobnie jak Droga Mleczna, była galaktyką samą w sobie, chociaż przez długi czas nazywano ją „mgławicą pozagalaktyczną”.
Galaktyki mają kształt i, jak zobaczymy później, można je klasyfikować według tego kryterium. Zawierają również masę i wcale nie są statycznymi bytami, ponieważ mają ruch.
Istnieją gigantyczne i bardzo jasne galaktyki, takie jak Droga Mleczna i Andromeda, a także galaktyki zwane „karłami”, nawet tysiąc razy mniej jasne. Aby zapoznać się z rozmiarami, warto znać jednostki miary stosowane w astronomii. Przede wszystkim mamy rok świetlny.
Rok świetlny to jednostka odległości równa odległości, jaką światło pokonuje w ciągu jednego roku. Ponieważ prędkość światła wynosi 300 000 km / s, po pomnożeniu przez liczbę sekund w ciągu 365 dni, wynik wynosi około 9 i pół miliarda kilometrów..
Dla celów porównawczych odległość od Słońca do Ziemi wynosi 8,5 minuty świetlnej, około 150 milionów kilometrów, co w przybliżeniu odpowiada jednej jednostce astronomicznej AU lub astronomicznej, przydatnej w pomiarach w Układzie Słonecznym. Następną najbliższą Słońcu gwiazdą jest Proxima Centauri o 4,2 roku świetlnego.
UA daje początek kolejnej szeroko stosowanej jednostce: parsek lub paralaksa sekundy łukowej. To, że punkt znajduje się w odległości parseka, oznacza, że jego paralaksa jest równa 1 sekundzie łukowej między Ziemią a Słońcem. Poniższy rysunek wyjaśnia to:
Rozmiary galaktyk są niezwykle zróżnicowane, od tak małych, że mają zaledwie tysiąc gwiazd, po gigantyczne galaktyki eliptyczne, o których szczegółowo omówimy później..
Tak więc nasza Droga Mleczna ma średnicę około 100 000 lat świetlnych, jest to duża galaktyka, ale nie największa. NGC 6872 ma średnicę 520 000 lat świetlnych, około 5 razy większą od średnicy Drogi Mlecznej i jest największą znaną dotychczas galaktyką spiralną..
Galaktyki nie są statyczne. Ogólnie rzecz biorąc, gwiazdy i obłoki gazu i pyłu mają ruchy rotacyjne wokół centrum, ale nie wszystkie części galaktyki obracają się z jednakową prędkością. Gwiazdy w centrum obracają się szybciej niż zewnętrzne, co się nazywa rotacja różnicowa.
Jeśli chodzi o skład chemiczny, najpowszechniejszymi pierwiastkami we wszechświecie są wodór i hel. W gwiazdach, podobnie jak w reaktorze termojądrowym, najcięższe pierwiastki, które znamy, powstają w układzie okresowym.
Kolor i jasność galaktyk zmieniają się w czasie. Młodsze galaktyki są bardziej niebieskie i jaśniejsze niż starsze.
Galaktyki w kształcie elipsy mają tendencję do czerwieni, z wieloma starszymi gwiazdami, podczas gdy nieregularne są najbardziej niebieskie. W galaktykach w kształcie spirali niebieski jest skoncentrowany w centrum, a czerwony w kierunku peryferii.
Obserwując galaktykę, można zidentyfikować struktury, takie jak poniższe, obecne w Drodze Mlecznej, która została przyjęta za model, ponieważ jest najlepiej zbadana:
Dwie podstawowe struktury naszej galaktyki to dysk i halo. Dysk znajduje się na środkowej płaszczyźnie wyznaczonej przez galaktykę i zawiera dużą ilość gazu międzygwiazdowego, z którego powstają nowe gwiazdy. Zawiera również stare gwiazdy i gromady otwarte - słabo ustrukturyzowane zgrupowanie gwiazd-.
Należy zauważyć, że nie wszystkie galaktyki mają taką samą szybkość tworzenia się gwiazd. Uważa się, że galaktyki eliptyczne mają znacznie mniejszą szybkość, w przeciwieństwie do spirali.
Słońce znajduje się w galaktycznym dysku Drogi Mlecznej, na płaszczyźnie symetrii i podobnie jak wszystkie gwiazdy w dysku, okrąża galaktykę po torze w przybliżeniu kołowym i prostopadłym do galaktycznej osi obrotu. Pokonanie jednej orbity zajmuje około 250 milionów lat.
Halo pokrywa galaktykę z mniejszą gęstością sferoidalną, ponieważ jest to obszar o znacznie mniejszej ilości pyłu i gazu. Zawiera gromady kuliste, gwiazdy zgrupowane pod działaniem grawitacji i znacznie starsze od dysku, pojedyncze gwiazdy a także tzw Ciemna materia.
Ciemna materia to rodzaj materii, której natura jest nieznana. Swoją nazwę zawdzięcza temu, że nie emituje promieniowania elektromagnetycznego, a jego istnienie zostało zaproponowane w celu wyjaśnienia faktu, że gwiazdy na zewnątrz poruszają się szybciej niż oczekiwano..
Szybkość, z jaką gwiazda porusza się w stosunku do środka galaktyki, zależy od tego, jak rozkłada się materia, ponieważ to dzięki przyciąganiu grawitacyjnemu gwiazda pozostaje na orbicie. Większa prędkość oznacza, że jest więcej materii, której nie można zobaczyć: ciemna materia.
Oprócz dysku i halo, w galaktyce występuje wybrzuszenie, centralne wybrzuszenie lub jądro galaktyczne, w którym występuje większa gęstość gwiazd, dlatego jest bardzo jasna.
Jej kształt jest w przybliżeniu kulisty - chociaż Droga Mleczna bardziej przypomina orzeszek ziemny - aw jej centrum znajduje się jądro, składające się z czarnej dziury, co wydaje się być powszechne w wielu galaktykach, zwłaszcza w galaktykach spiralnych.
Obiekty, które znajdują się w pobliżu jądra, obracają się, jak powiedzieliśmy, znacznie szybciej niż te, które są dalej. Tam prędkość jest proporcjonalna do odległości do centrum.
Niektóre galaktyki spiralne, takie jak nasza, mają pręt, strukturę biegnącą przez środek, z której wyłaniają się ramiona spiralne. Jest więcej galaktyk spiralnych z zakazami niż nieobjęte ogranicznikami.
Uważa się, że pręciki umożliwiają transport materii z końców do bańki, pogrubiając ją, sprzyjając tworzeniu się gwiazd w jądrze.
Pierwszą rzeczą, którą docenia się podczas obserwacji galaktyk przez teleskop, jest ich kształt. Na przykład duża galaktyka Andromeda ma kształt spiralny, podczas gdy jej galaktyka towarzysząca NGC 147 jest eliptyczna..
System klasyfikacji galaktyk jest oparty na ich kształcie, a obecnie najczęściej używanym jest kamertonowy lub sekwencja Hubble'a, stworzony około 1926 roku przez Edwina Hubble'a, a później zmodyfikowany przez niego i innych astronomów, gdy pojawiły się nowe informacje.
Hubble zaprojektował schemat w przekonaniu, że reprezentuje on jakąś ewolucję galaktyk, ale dziś wiadomo, że tak nie jest. W sekwencji do oznaczania galaktyk używa się liter: E - galaktyki eliptyczne, S - galaktyki spiralne, a Irr - galaktyki o nieregularnych kształtach..
Po lewej stronie, na szyjce kamertonu, znajdują się eliptyczne galaktyki reprezentowane przez literę E. Gwiazdy, które je tworzą, są rozmieszczone w mniej lub bardziej jednolity sposób..
Liczba towarzysząca literze wskazuje, jak eliptyczna jest galaktyka -elipticity-, począwszy od E0, która jest najbardziej kulista, aż do E7, która jest najbardziej płaska. Nie zaobserwowano żadnych galaktyk o eliptyczności większej niż 7. Oznaczając ten parametr jako є:
Є = 1 - (β / ɑ)
Z α i β jako odpowiednio największymi i najmniejszymi pozornymi półosiami elipsy. Jednak ta informacja jest względna, ponieważ mamy widok tylko z Ziemi. Na przykład nie można stwierdzić, czy galaktyka pokazana na krawędzi jest eliptyczna, soczewkowata czy spiralna..
Gigantyczne galaktyki eliptyczne należą do największych obiektów we wszechświecie. Najłatwiej je obserwować, choć wersje znacznie mniejsze, tzw eliptyczne galaktyki karłowate znacznie więcej.
Galaktyki soczewkowe mają kształt dysku, bez ramion spiralnych, ale można je zakryć. Ich nomenklatura to S0 lub SB0 i znajdują się na rozwidleniu rysunku. W zależności od ilości kurzu (obszary o wysokiej absorpcji) na dysku, są one podzielone na S01, SB01 do S03 i SB03.
Galaktyki S to właściwe galaktyki spiralne, podczas gdy SB to galaktyki spiralne z poprzeczką, ponieważ spirale wydają się wystawać z pręta przez centralne wybrzuszenie. Zdecydowana większość galaktyk ma ten kształt.
Obie klasy galaktyk wyróżniają się z kolei stopniem łatwości ramion spiralnych i są oznaczone małymi literami. Są one określane przez porównanie wielkości największego wybrzuszenia z długością dysku: wybrzuszenie L / dysk L.
Na przykład, jeśli ten iloraz wynosi ≈ 0,3, galaktyki są oznaczane jako Sa, jeśli jest to prosta spirala, lub SBa, jeśli jest z poprzeczką. W nich spirale wydają się być ciaśniejsze, a koncentracja gwiazd w ramionach jest słabsza..
W miarę kontynuowania sekwencji w prawo spirale wydają się luźniejsze. Stosunek wybrzuszenie / dysk w tych galaktykach wynosi: L wybrzuszenie / L dysk ≈ 0,05.
Jeśli galaktyka ma charakterystykę pośrednią, można dodać maksymalnie dwie małe litery. Na przykład Droga Mleczna jest przez niektórych klasyfikowana jako SBbc.
Są to galaktyki, których kształt nie pasuje do żadnego z opisanych powyżej wzorów..
Sam Hubble podzielił je na dwie grupy: Irr I i Irr II, gdzie te pierwsze są tylko trochę bardziej zorganizowane niż drugie, ponieważ mają coś przypominającego kształt ramion spiralnych..
Galaktyki Irr II są, można by powiedzieć, amorficzne i bez rozpoznawalnej struktury wewnętrznej. Zarówno Irr I, jak i Irr II są zwykle mniejsze niż galaktyki eliptyczne lub majestatyczne galaktyki spiralne. Niektórzy autorzy wolą nazywać je jako galaktyki karłowate. Do najbardziej znanych galaktyk nieregularnych należą sąsiednie Obłoki Magellana, sklasyfikowane jako Irr I.
Po opublikowaniu sekwencji Hubble'a francuski astronom Gerard de Vaucouleurs (1918-1995) zasugerował usunięcie nomenklatury Irr I i Irr II i nazwanie Irr I, które mają pewne ramiona spiralne, jako galaktyki Sd - SBd, Sm - SBm lub Im („m” oznacza Galaktyka Magellana).
Wreszcie galaktyki, których kształt jest naprawdę nieregularny i bez cienia spirali, nazywane są po prostu Ir. Dzięki temu współczesna klasyfikacja pozostała następująca:
EO, El,…, E7, SOl, S02, S03, Sa, SBa, Sab, SBab, Sb, SB, Sbc, SBc, Sc, SBc, Scd, SBcd, Sd, SBd, Sm, SBm, Im, Ir.
Formacja galaktyk jest obecnie przedmiotem aktywnej dyskusji. Kosmolodzy uważają, że wczesny wszechświat był dość ciemny, wypełniony chmurami gazu i ciemnej materii. Wynika to z teorii, że pierwsze gwiazdy powstały po kilkuset milionach lat po Big Bang.
Po wprowadzeniu gwiezdnego mechanizmu produkcji okazuje się, że jego tempo wzrasta. A ponieważ gwiazdy tworzą galaktyki, istnieją różne mechanizmy, które prowadzą do powstawania galaktyk.
Przyciąganie grawitacyjne to pierwotna siła, która wprawia w ruch powstawanie obiektów kosmicznych. Niewielkie nagromadzenie materii w pewnym momencie przyciąga więcej materii i zaczyna się gromadzić.
Uważa się, że Droga Mleczna rozpoczęła się w ten sposób: małe nagromadzenia materii, które ostatecznie dały początek gromadom kulistym halo, wśród których znajdują się najstarsze gwiazdy w galaktyce..
Rotacja jest nieodłącznym elementem akumulacji masy, która nastąpiła po tym początkowym okresie formowania się gwiazd. Wraz z obrotem powstaje moment pędu, którego zachowanie spowodowało zapadnięcie się kulistej masy, przekształcając ją w płaski dysk.
Galaktyki mogą powiększać się, łącząc się z innymi mniejszymi galaktykami. Uważa się, że dzieje się tak dzisiaj w przypadku Drogi Mlecznej i jej mniejszych sąsiadów, chmur Magellana..
Kolejną fuzją spodziewaną w bardzo odległej przyszłości jest zderzenie z Andromedą, która w przeciwieństwie do większości galaktyk zbliża się do nas. Andromeda znajduje się obecnie 2,2 miliona lat świetlnych stąd.
Chociaż większość przestrzeni jest pusta, według niektórych szacunków istnieją miliony galaktyk, być może 100 bilionów z nich. Inni szacują 2 biliony galaktyk. Większość wszechświata pozostaje niezbadana i nie ma dokładnej odpowiedzi na to pytanie..
W ciągu zaledwie 12 dni Kosmiczny Teleskop Hubble'a odkrył 10000 galaktyk o najróżniejszych formach. Rzeczywista liczba galaktyk we Wszechświecie nie jest znana. Obserwując teleskopem trzeba podkreślić, że idziesz dalej nie tylko w oddali, ale iw czasie.
Dotarcie do nas zajęło nam 8,5 minuty. Widok Andromedy, który obserwujemy przez lornetkę, jest taki, jak 2,2 miliona lat temu. Dlatego to, co widzimy z Ziemi, jest w zasięgu obserwowalny wszechświat. Na razie nie ma sposobu, aby zobaczyć, co znajduje się poza nią.
Jednym ze sposobów oszacowania liczby galaktyk w obserwowalnym wszechświecie jest wykonanie bardzo głębokich ujęć pola z Hubble'a lub XDF, reprezentujący mały obszar sfery niebieskiej.
W jednym takim ujęciu znaleziono 5500 galaktyk w odległości 13,2 miliarda lat świetlnych. Mnożąc tę wartość przez wielkość XDF całej sfery niebieskiej, oszacowali liczbę wspomnianych 100 000 milionów galaktyk..
Wszystko wskazuje na to, że dawniej było więcej galaktyk niż obecnie, ale są one mniejsze, niebieskie i mają bardziej nieregularny kształt niż eleganckie galaktyki spiralne, które widzimy dzisiaj..
Pomimo swoich ogromnych rozmiarów galaktyki nie są samotne, ale raczej są pogrupowane w hierarchiczne struktury.
Droga Mleczna należy do tak zwanej Grupy Lokalnej, w której wszyscy członkowie - około 54 - znajdują się w odległości nie większej niż 1 Mega-parsek. Następnie gęstość galaktyk maleje, aż pojawi się kolejna gromada podobna do Grupy Lokalnej.
Wśród ogromnej różnorodności znalezionych galaktyk warto zwrócić uwagę na kilka zaskakujących przykładów ze względu na ich specyfikę:
Największe dotychczas znalezione galaktyki znajdują się w centrum gromad galaktyk. Są to ogromne eliptyczne galaktyki, których grawitacja przyciąga inne galaktyki, pochłaniając je. W tych galaktykach tempo tworzenia się gwiazd jest bardzo niskie, więc aby dalej rosnąć, chwytają inne.
Aktywne galaktyki, w przeciwieństwie do bardziej normalnych i spokojnych, takich jak Droga Mleczna, emitują częstotliwości o bardzo wysokiej energii, znacznie wyższe niż te emitowane przez jądra gwiazd, powszechne w każdej galaktyce.
Te wysokoenergetyczne częstotliwości, których moc jest równa miliardom słońc, wychodzą z jądra obiektów kwazary, odkryto w 1963 roku. Zaskakujące jest, że kwazar, jeden z najjaśniejszych obiektów we wszechświecie, jest w stanie utrzymać ten wskaźnik przez miliony lat.
Plik Galaktyki Seyferta są kolejnym przykładem aktywnych galaktyk. Do tej pory odkryto ich kilkaset. Jego rdzeń emituje zmienne w czasie promieniowanie silnie zjonizowane.
Uważa się, że w pobliżu centrum ogromna ilość materiału gazowego pędzi w kierunku centralnej czarnej dziury. Utrata masy uwalnia energię promieniowania w widmie rentgenowskim.
Plik galaktyki radiowe są to galaktyki eliptyczne, które emitują duże ilości częstotliwości radiowych, dziesięć tysięcy razy więcej niż zwykłe galaktyki. W galaktykach tych istnieją źródła - płaty radiowe - połączone włóknami materii z jądrem galaktyki, które w obecności intensywnego pola magnetycznego emituje elektrony..
Jeszcze bez komentarzy