Karakteristiske spiralgalakser, formasjon og typer

1361
Anthony Golden

EN spiralgalakse Det er en monumental gruppe av stjerner i form av en plate med spiralarme, som minner om formen på et hjul. Formen på armene varierer veldig, men generelt skiller det seg ut et kondensert sentrum omgitt av en skive som spiralene spirer fra. 

Nesten 60% av galaksene som for tiden er kjent, er spiraler med følgende karakteristiske strukturer: sentral bule eller galaktisk bule, skive, spiralarmer og glorie.

Figur 1. Pinwheel Galaxy i konstellasjonen Ursa Major ligger 21 millioner lysår fra jorden. Kilde: Wikimedia Commons. ESA / Hubble [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)].

Dette er galakser av ekstraordinær skjønnhet som kan lokaliseres i konstellasjoner som Eridano. Alle kodet takket være arbeidet til astronomen Edwin Hubble (1889-1953).

Artikkelindeks

  • 1 Egenskaper for spiralgalakser
  • 2 typer spiralgalakser
    • 2.1 Teorier om opprinnelsen til spiraler
    • 2.2 Tetthetsbølger og selvutbredelse av stjerner
  • 3 Forskjeller med elliptiske galakser
    • 3.1 Sammenligningstabell
  • 4 Eksempler på spiralgalakser
    • 4.1 Melkeveien
    • 4.2 Andromeda
    • 4.3 Whirlpool Galaxy
  • 5 Referanser

Kjennetegn på spiralgalakser

To tredjedeler av spiralgalakser har en sentral bjelke, som utgjør en undertype som kalles sperrede spiralgalakser, for å skille dem fra enkle spiralgalakser. De har bare to spiraler som kommer ut av stangen og snor seg i samme retning. Melkeveien vår er et eksempel på en sperret spiralgalakse, selv om vi ikke kan observere den fra vår posisjon.

Den sentrale buen er rødaktig på grunn av tilstedeværelsen av eldre stjerner. Det er lite gass i selve kjernen, og et svart hull er vanligvis funnet i sentrum. 

Disken på sin side er blåaktig og rik på gass og støv, med nærvær av unge og varmere stjerner som kretser i nesten sirkulære baner rundt den galaktiske kjernen, men saktere enn kjernen..

Når det gjelder spiralene, kommer de i et stort utvalg, alt fra de som brytes tett rundt den sentrale buen eller armene som er arrangert mer åpent på den. De skiller seg ut takket være det store antallet varme, blå, unge stjerner de inneholder.

Det er flere teorier om hvorfor de dannes, som vi vil snakke om senere.

Til slutt er det en sfærisk glorie som omgir hele disken, fattig i gass og støv, der de eldste stjernene er gruppert i kuleformede stjerneklynger, store klynger med tusenvis og til og med millioner av stjerner som beveger seg i høy hastighet..

Typer av spiralgalakser

For å klassifisere galakser i henhold til deres morfologi (utseende sett fra jorden), brukes stemmegaffelen opprettet av Edwin Hubble i 1936. Denne klassifiseringen ble senere modifisert av andre astronomer ved å legge til undertyper og tall til den opprinnelige notasjonen..

Hubble bokstavkodede galakser på denne måten: E for elliptiske galakser, SO for linseformede galakser og S for spiraler.. 

Senere ble to flere kategorier lagt til for å inkludere SB-sperrede spiralgalakser og galakser hvis form ikke følger et mønster og er uregelmessige: Irr. Omtrent 90% av alle observerte galakser er elliptiske eller spiralformede. Bare 10% er i kategorien Irr.

Figur 2. Stemmegaffeldiagram over galakser. Kilde: Wikimedia Commons. Den opprinnelige opplasteren var Cosmo0 på engelsk Wikipedia. (Opprinnelig tekst: Ingen gitt) [Offentlig domene].

Hubble mente at galakser begynte sitt liv som sfæriske strukturer av E0-typen og deretter utviklet armer og ble til spiralgalakser som ville ende opp med å bli uregelmessige.

Det er imidlertid vist at dette ikke er tilfelle. Elliptiske galakser har en mye langsommere rotasjonsbevegelse som ikke vil føre til at de flater ut og genererer spiraler..

På armene til Hubble innstillingsgaffel er spiralgalaksene: S for normale spiraler og SB for sperrede spiraler. Små bokstaver indikerer undertyper: "a" indikerer at spolene er tett lukket rundt kjernen, mens "c" brukes når de er løsere. Andelen gass øker tilsvarende.

Melkeveien er av SBb-typen, med solen i en av spiralarmene: Orions arm, så kalt fordi den også inneholder stjernene i denne konstellasjonen, en av de mest slående sett fra jorden..

Teorier om opprinnelsen til spiraler

Opprinnelsen til spiralarmene er ennå ikke kjent med sikkerhet, men det er flere teorier som prøver å forklare dem. Til å begynne med observerte astronomer snart at forskjellige strukturer i en spiralgalakse roterer med forskjellige hastigheter. Dette er kjent som differensialrotasjon og det er et kjennetegn på denne typen galakse. 

Det indre av skiven med spiralgalakser roterer mye raskere enn det ytre, mens glorie ikke roterer. Av denne grunn ble det i begynnelsen antatt at dette var årsaken til at spiralene dukket opp, og ikke bare dette, det er også beviset på eksistensen av mørk materie.

Hvis dette er tilfelle, ville spiralene imidlertid være kortvarige (i astronomiske termer selvfølgelig), fordi de ville ende opp med å vikle seg rundt seg og forsvinne..

Tetthetsbølger og selvutbredelse av stjerner

En mer akseptert teori for å forklare eksistensen av spiraler er tetthetsbølger. Denne teorien, skapt av den svenske astronomen Bertil Lindblad (1895-1965), postulerer at materie opplever variasjoner i konsentrasjonen, som, som lyd, kan forplante seg i det galaktiske mediet..

På denne måten blir områder med mer konsentrasjon opprettet, for eksempel spiraler, og andre med mindre, som vil være mellomrommene mellom dem. Men disse områdene har en begrenset varighet, så armene kan bevege seg selv om formen vedvarer over tid..

Dette forklarer hvorfor spiraler er veldig aktive regioner når det gjelder stjerneproduksjon. Der er gassen og støvet mer konsentrert, så tyngdekraften griper inn slik at materien klumper seg sammen og danner protostjerner, som vil gi opphav til unge og massive stjerner..

Den andre teorien som søker å forklare spiraler, er selve forplantning. De massive blå stjernene i spiralarmene er kjent for å være kortvarige i forhold til kjøligere, rødere stjerner i kjernen..

Førstnevnte slutter vanligvis livet sitt i gigantiske supernovaeksplosjoner, men materialet kan resirkuleres til nye stjerner på samme sted som de forrige: spiralarmene..

Dette ville forklare armenes utholdenhet, men ikke deres opprinnelse. Av denne grunn tror astronomene snarere at de skyldes en kombinasjon av faktorer: den samme differensialrotasjonen, eksistensen av tetthetsbølger, selvutbredelsen av stjerner og samspillet som er lidd med andre galakser..

Alle disse omstendighetene gir sammen forskjellige typer spiralarmer: tynn og tydelig avgrenset eller tykk og dårlig definert.

Forskjeller med elliptiske galakser

Den mest åpenbare forskjellen er at stjernene i elliptiske galakser er jevnere fordelt enn i spiraler. I disse vises de konsentrert i den rødlige skiven og spredt i spiralarmene, blåaktig i fargen, derimot er fordelingen i elliptiske galakser oval.

Et annet særtrekk er tilstedeværelsen eller fraværet av interstellær gass og støv. I elliptiske galakser ble det meste av saken forvandlet til stjerner for lenge siden, så de har lite gass og støv.. 

På sin side har spiralgalakser områder der gass og støv, som gir opphav til nye stjerner, er rikelig.

Den neste bemerkelsesverdige forskjellen er typen stjerner. Astronomer skiller mellom to stjernepopulasjoner: populasjon I ung og befolkning II, eldre stjerner. Elliptiske galakser inneholder befolkning II-stjerner og få grunner tyngre enn helium.

I motsetning til dette inneholder spiralgalakser befolkning I og II. I platen og armene dominerer befolkningen I, yngre og med høy metallisitet. Dette betyr at de inneholder tunge elementer, rester av stjerner som allerede har forsvunnet, mens i glorie er de eldste stjernene..

Dette er grunnen til at stjerner fortsetter å danne seg i spiralgalakser, mens de i elliptiske galakser ikke gjør det. Og det er at elliptiske galakser sannsynligvis er et resultat av kollisjoner mellom spiralformede og uregelmessige galakser, der mesteparten av det kosmiske støvet forsvinner og dermed muligheten for å skape nye stjerner..

Disse kollisjonene mellom galakser er hyppige hendelser, det antas faktisk at Melkeveien er i kollisjon med små satellittgalakser: Skyttens elliptiske dvergalakse SagDEG og Canis Major-dverggalaksen..

Sammenligningstabell

Forskjeller mellom elliptiske og spiralgalakser. Kilde: Fanny Zapata.

Eksempler på spiralgalakser

Spiralgalakser florerer i universet. Sett fra jorden er de gjenstander med ekstraordinær skjønnhet på grunn av deres forskjellige former. For eksempel i konstellasjonen Eridano er det fem spiralgalakser av forskjellige typer, inkludert tre sperrede. En av dem er NGC 1300, vist nedenfor.

Figur 3. Sperret spiralgalakse NGC 1300 i Erídano. Kevin Gill fra Los Angeles, CA, USA [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

Melkeveien

Det er galaksen som huser solsystemet i en av spiralarmene. Den inneholder mellom 100 og 400 milliarder stjerner med en estimert størrelse på mellom 150 - 200 tusen lysår. Det er en del av den såkalte Lokale galaksegruppen, sammen med Andromeda og rundt 50 andre galakser, nesten alle dverger.

Andromeda

Også kjent som M31, ligger den i konstellasjonen Andromeda, nær Cassiopeia med sin gjenkjennelige W. Form. Den kan sees med det blotte øye eller med god kikkert på klare, månefri netter.. 

Selv om den allerede dukket opp i arkivene til gamle arabiske astronomer, var det ikke kjent at det var en galakse før i begynnelsen av det 20. århundre, takket være observasjonene fra Edwin Hubble..

Figur 4. Andromedagalaksen. Kilde: Pixabay.

Det er omtrent 2,5 millioner lysår unna og er omtrent på størrelse med Melkeveien, selv om det antas å være litt mer massivt. Nylige estimater indikerer imidlertid at massen er sammenlignbar med massen til vår egen galakse..

Andromeda nærmer oss i høy hastighet, så det forventes at det om 4,5 milliarder år vil kollidere med Melkeveien og gi opphav til en gigantisk elliptisk galakse..

Whirlpool Galaxy

Den vises i Messiers katalog som objekt M51 og ble oppdaget av Charles Messier selv i 1773. Den finnes i konstellasjonen Canes Venatici på den boreale himmelen, nær Bootes og Leo, hvorfra den kan sees med kikkert..

Dette majestetiske astronomiske objektet har den typiske formen på en spiralgalakse og er på en estimert avstand på mellom 16 og 27 millioner lysår. Den har en ledsagende galakse som er tydelig synlig på teleskopbilder: galaksen NGC 5195.

Figur 5. Whirlpool Galaxy og dens satellittgalakse. Kilde: Wikimedia Commons. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) og Hubble Heritage Team STScI / AURA) [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

Referanser

  1. Carroll, B. En introduksjon til moderne astrofysikk. 2. plass. Utgave. Pearson. 
  2. Heras, A. Innledning Astronomi og astrofysikk. Gjenopprettet fra: antonioheras.com.
  3. Oster, L. 1984. Moderne astronomi. Redaksjonell Reverté.
  4. Wikipedia. Dannelse og utvikling av galakser. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
  5. Wikipedia. Spiral galakser. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.