KIERREGALAKSIT: OMINAISUUDET JA TYYPIT - ARTE - 2025

Spiraaligalaksin on monumentaalinen klusterin levyn muotoisen tähtiä spiraalikäsivarret muistuttava muoto väkkärä. Varsien muoto vaihtelee paljon, mutta yleensä tiivistynyt keskipiste erottuu selvästi levystä, josta spiraalit itävät.

Lähes 60% nykyään tunnetuista galakseista on spiraaleja, joilla on seuraavat ominaisrakenteet: keskisolmus tai galaktinen pullistuma, kiekko, spiraalivarret ja halo.

Kuva 1. Nastapyörägalaksi Ursa Majorin tähdistössä, joka sijaitsee 21 miljoonaa valovuotta maasta. Lähde: Wikimedia Commons. ESA / Hubble.

Ne ovat poikkeuksellisen kauneuden galakseja, jotka voivat sijaita tähtikuvioissa, kuten Eridanossa. Kaikki ne koodattiin tähtitieteilijä Edwin Hubblen (1889-1953) työn ansiosta.

ominaisuudet

Kahdessa kolmannessa spiraaligalakseissa on keskipalkki, joka muodostaa alatyypin, jota kutsutaan barred-spiraaligalakseiksi, jotta ne voidaan erottaa yksinkertaisista spiraaligalakseista. Heillä on vain kaksi spiraalia, jotka tulevat ulos tankoista ja kiertyvät samaan suuntaan. Linnunratamme on esimerkki estetystä kierteisestä galaksista, vaikka emme voi tarkkailla sitä sijainnistamme.

Keskimmäinen kohouma on punertavan värinen johtuen vanhempien tähtiä. Itse ytimessä on vähän kaasua ja musta aukko löytyy yleensä keskustasta.

Levy on puolestaan ​​sinertävä ja runsaasti kaasua ja pölyä, ja mukana on nuoria ja kuumempia tähtiä, jotka kiertävät melkein pyöreillä reiteillä galaktisen ytimen ympärillä, mutta hitaammin kuin ytimen.

Spiraaleita on paljon, ja ne vaihtelevat niistä, jotka kietoutuvat tiukasti keskisolmun ympärille tai avoimemmin siihen asetettuihin käsivarsiin. Ne erottuvat niiden sisältämän suuren määrän kuumien, sinisten, nuorten tähden ansiosta.

Miksi niitä syntyy, on olemassa useita teorioita, joista puhumme myöhemmin.

Lopuksi on pallomainen halo, joka ympäröi koko levyä, köyhiä kaasua ja pölyä kohden, jossa vanhimmat tähdet on ryhmitelty pyöreisiin tähtiryhmiin, suuriin ryhmiin, joissa on tuhansia ja jopa miljoonia tähtiä, jotka liikkuvat suurella nopeudella.

Kierregalaksia

Galakseja luokitellaan morfologiansa mukaan (ulkonäkö maan päältä nähtynä) Edwin Hubblen vuonna 1936 luomalla virityshaarukalla, jota muut tähtitieteilijät myöhemmin muuttivat lisäämällä alatyypit ja numerot alkuperäiseen merkintää.

Hubble-kirjaimella koodatut galaksit tällä tavoin: E elliptisissä galakseissa, SO linssin muotoisissa galakseissa ja S spiraaleissa.

Myöhemmin lisättiin vielä kaksi luokkaa sisältämään SB-kierteiset spiraaligalaksit ja galaksit, joiden muoto ei seuraa kaavaa ja ovat epäsäännölliset: Irr. Noin 90% kaikista havaituista galakseista on elliptisiä tai spiraalimaisia. Vain 10% kuuluu Irr-luokkaan.

Kuva 2. Galaksien virityshaarukkakaavio. Lähde: Wikimedia Commons. Alkuperäinen lähettäjä oli Cosmo0 englanniksi Wikipediassa (Alkuperäinen teksti: Ei annettu).

Hubble uskoi, että galaksit aloittivat elämänsä E0-tyyppisinä pallomaisina rakenteina ja kehittivät sitten aseita ja niistä tuli spiraaligalakseja, jotka lopulta olisivat epäsäännöllisiä.

On kuitenkin osoitettu, että näin ei ole. Elliptisissä galakseissa on paljon hitaampi pyörimisliike, joka ei aiheuta niiden litistymistä ja spiraalien syntymistä.

Hubble-virityshaarukan käsivarret ovat spiraaligalakseja: S normaaleille spiraaleille ja SB estettyjä spiraaleja. Pienet kirjaimet osoittavat alatyypit: "a" tarkoittaa, että kelat ovat tiukasti suljettuina ytimen ympärille, kun taas "c" käytetään, kun ne ovat löysämpiä. Myös kaasun osuus kasvaa vastaavasti.

Linnunrata on SBb-tyyppi ja aurinko on yhdessä spiraalivarressa: Orionin käsivarsi, jota kutsutaan siksi, että myös tämän tähdistön tähdet ovat siinä, yksi silmiinpistävimmistä nähtynä maapallolta.

Teoriat spiraalien alkuperästä

Kierrevarsien alkuperää ei vielä tunneta varmuudella, mutta on olemassa useita teorioita, jotka yrittävät selittää niitä. Aluksi tähtitieteilijät havaitsivat pian, että spiraaligalaksian eri rakenteet pyörivät eri nopeuksilla. Tätä kutsutaan differentiaalikiertoksi ja se on ominaista tämäntyyppisille galakseille.

Kierregalaksioiden levyn sisäpuoli pyörii paljon nopeammin kuin ulkopinta, kun taas halo ei pyöri. Tästä syystä aluksi uskottiin, että tämä oli syy spiraalien esiintymiseen, eikä vain tämä, se on myös todiste tumman aineen olemassaolosta.

Kuitenkin, jos näin on, spiraalit olisivat lyhytaikaisia ​​(tietenkin tähtitieteellisesti), koska ne lopulta kietoutuvat ympärilleen ja katoavat.

Tiheysaallot ja tähden itse eteneminen

Hyväksyttympi teoria spiraalien olemassaolon selittämiseksi on tiheysaallot. Tämä ruotsalaisen tähtitieteilijän Bertil Lindbladin (1895–1965) luoma teorian mukaan materiaalin pitoisuudet vaihtelevat, mikä, kuten ääni, voi levitä galaktisessa ympäristössä.

Tällä tavalla luodaan alueita, joissa on enemmän keskittymistä, kuten spiraalit, ja muita, joilla on vähemmän keskittymiä, mikä olisi niiden välinen tila. Mutta näillä alueilla on rajoitettu kesto, joten aseet voivat liikkua, vaikka niiden muoto säilyy ajan myötä.

Tämä selittää, miksi spiraalit ovat erittäin aktiivisia alueita tähtituotannon suhteen. Siellä kaasu ja pöly ovat keskittyneempiä, joten painovoima puuttuu toimintaan niin, että aine tarttuu yhteen ja muodostaa protostareja, joista syntyy nuoria ja massiivisia tähtiä.

Toinen teoria, jolla pyritään selittämään spiraaleja, on oma eteneminen. Kierrevarsien massiivisten sinisten tähtien tiedetään olevan lyhytikäisiä suhteessa ytimen viileämpiin, punaisempiin tähtiin.

Ensin mainitut lopettavat elämänsä jättimäisissä supernoova-räjähdyksissä, mutta materiaali voidaan kierrättää uusiin tähtiin samassa paikassa kuin edelliset: spiraalivarret.

Tämä selittäisi aseiden pysyvyyden, mutta ei niiden alkuperää. Tästä syystä tähtitieteilijät uskovat pikemminkin johtuvan tekijöiden yhdistelmästä: samasta differentiaalisesta kiertymisestä, tiheysaaltojen olemassaolosta, tähtijen etenemisestä ja vuorovaikutuksista, joita kärsivät muihin galakseihin.

Kaikki nämä olosuhteet yhdessä aiheuttavat erityyppisiä kierrevarret: ohuet ja selvästi rajalliset tai paksut ja huonosti määritellyt.

Erot elliptisissä galakseissa

Ilmeisin ero on, että elliptisissä galakseissa tähdet ovat jakautuneet tasaisemmin kuin spiraaleissa. Näissä ne näyttävät keskittyneen punertavaan kiekkoon ja hajallaan spiraalivarsiin, sinertäviä, kun taas jakelu elliptisissä galakseissa on soikea.

Toinen erottuva piirre on tähtienvälisen kaasun ja pölyn esiintyminen tai puuttuminen. Elliptisissä galakseissa suurin osa aineesta muuttui tähtiin jo kauan sitten, joten niissä on vähän kaasua ja pölyä.

Kierteellisissä galakseissa on puolestaan ​​alueita, joilla kaasua ja pölyä, jotka aiheuttavat uusia tähtiä, on runsaasti.

Seuraava huomattava ero on tähdetyypit. Tähtitieteilijät erottavat kaksi tähtipopulaatiota: populaatio I nuori ja populaatio II, vanhemmat tähdet. Elliptiset galaksit sisältävät populaation II tähdet ja muutamat heliumia raskaammat elementit.

Sitä vastoin spiraaligalaksit sisältävät populaatiot I ja II. Levyllä ja käsivarsilla väestö, jota minä hallitsen, on nuorempi ja korkeametallinen. Tämä tarkoittaa, että ne sisältävät raskaita elementtejä, tähteiden jäännöksiä, jotka ovat jo kadonneet, kun taas haloissa ovat vanhimmat tähdet.

Tästä syystä tähdet muodostuvat edelleen spiraaligalaksekseissa, kun taas elliptisissä galakseissa ne eivät ole. Ja se on, että elliptiset galaksit ovat todennäköisesti seurausta spiraalien ja epäsäännöllisten galaksien törmäyksistä, joiden aikana suurin osa kosmisesta pölystä katoaa ja sen mukana mahdollisuus luoda uusia tähtiä.

Nämä galaksien väliset törmäykset ovat usein tapahtumia, tosiasiassa uskotaan, että Linnunrata on törmäyksessä pienten satelliittien kanssa: Jousimiehen elliptinen kääpiögalaksi SagDEG ja Canis Major-kääpiögalaksi.

Vertailu Taulukko

Erot elliptisten ja spiraalien galaksejen välillä. Lähde: Fanny Zapata.

Esimerkkejä spiraal galakseista

Kierteellisiä galakseja on runsaasti maailmankaikkeudessa. Maapallosta katsottuna ne ovat poikkeuksellisen kauneuden kohteita eri muodoistaan ​​johtuen. Esimerkiksi Eridanon tähdistössä on viisi erityyppistä kierregalaksia, joista kolme on estetty. Yksi niistä on NGC 1300, esitetty alla.

Kuva 3. Estetty spiraaligalaksi NGC 1300 Erídanossa. Kevin Gill, Los Angeles, CA, Yhdysvallat

Linnunrata

Se on galaksi, joka sisältää aurinkokunnan yhdessä spiraalivarrestaan. Se sisältää 100-400 miljardia tähteä ja arvioidun koon välillä 150 - 200 tuhatta valovuotta. Se on osa ns. Paikallista galaksiryhmää yhdessä Andromedan ja noin 50 muun galaksin kanssa, melkein kaikki kääpiöt.

Andromeda

Se tunnetaan myös nimellä M31, ja se sijaitsee Andromedan tähdistössä lähellä Cassiopeian omaa tunnistettavan W-muodonsa.Se voidaan nähdä paljaalla silmällä tai hyvällä kiikaralla selkeinä, kuuettomina öisin.

Vaikka se esiintyi jo muinaisten arabien tähtitieteilijöiden muistiinpanoissa, Edwin Hubblen havaintojen ansiosta ei ollut tiedossa, että se oli galaksi 1900-luvun alkuun saakka.

Kuva 4. Andromedan galaksi. Lähde: Pixabay.

Se on noin 2,5 miljoonan valovuoden päässä ja on suunnilleen Linnunradan kokoinen, vaikka sen uskotaan olevan hieman massiivisempi. Äskettäiset arviot kuitenkin osoittavat, että sen massa on verrattavissa oman galaksimme massaan.

Andromeda lähestyy meitä suurella nopeudella, joten sen odotetaan törmäävän noin 4,5 miljardin vuoden aikana Linnunradan kanssa, jolloin syntyy jättiläinen elliptinen galaksi.

Poreallas galaksi

Se esiintyy Messier-luettelossa esineenä M51, ja Charles Messier löysi sen itse vuonna 1773. Se löytyy Canes Venaticin tähdistöstä boreaaliselta taivaalta, lähellä Bootesia ja Leoa, josta se voidaan nähdä kiikareilla.

Tällä majesteettisella tähtitieteellisellä esineellä on spiraaligalaksin tyypillinen muoto ja sen arvioitu etäisyys on 16 - 27 miljoonaa valovuotta. Siinä on seuralainen galaksi, joka näkyy selvästi teleskooppikuvissa: galaksi NGC 5195.

Kuva 5. Whirlpool-galaksi ja sen satelliittigalaksi. Lähde: Wikimedia Commons. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) ja Hubble Heritage Team STScI / AURA)

Viitteet

1. Carroll, B. Johdatus nykyaikaiseen astrofysiikkaan. 2nd. Painos. Pearson.
2. Heras, A. Johdanto Tähtitiede ja astrofysiikka. Palautettu osoitteesta: antonioheras.com.
3. Oster, L. 1984. Moderni tähtitiede. Toimituksellinen käännös.
4. Wikipedia. Galaksien muodostuminen ja kehitys. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Kierteelliset galaksit. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org.