Spiralne galaksije

Vetrnica kozmosa

Spiralna galaksija Vrtinec, kot jo vidi vesoljski teleskop Hubble. Povezana je s tokom plina in prahu z manjšo spremljevalno galaksijo.

NASA / STScI

Spiralne galaksije so med najlepšimi in najštevilčnejšimi vrste galaksij v kozmosu. Ko umetniki rišejo galaksije, najprej vizualizirajo spirale. To je verjetno posledica dejstva, da je mlečna cesta je spirala; tako kot sosednja galaksija Andromeda. Njihove oblike so rezultat dolgih dejavnosti galaktičnega razvoja, ki si jih astronomi še prizadevajo razumeti.

Značilnosti spiralnih galaksij

Za spiralne galaksije so značilni njihovi široki rokavi, ki se spiralno raztezajo iz osrednjega območja. Razdeljeni so v razrede glede na to, kako tesno so roke navite, pri čemer so najtesneje razvrščene kot Sa, tiste z najbolj ohlapno navitimi rokami pa kot Sd.

Nekatere spiralne galaksije imajo 'prečko', ki poteka skozi središče in se raztezajo spiralni kraki. Te so razvrščene kot prečkaste spirale in sledijo istemu modelu podklasifikacije kot 'normalne' spiralne galaksije, razen z oznakami SBa - SBd. Naša Rimska cesta je prečkasta spirala z debelim 'grebenom' zvezd ter plina in prahu, ki poteka skozi osrednje jedro.

Nekatere galaksije so razvrščene kot S0. To so galaksije, za katere je nemogoče ugotoviti, ali je prisotna 'prečka'.

Številne spiralne galaksije imajo tako imenovano galaktično izboklino. To je sferoid, poln veliko zvezde in v sebi vsebuje a ogromna črna luknja ki povezuje preostalo galaksijo.

S strani so spirale videti kot ploščati diski s sferoidi v središču. Vidimo veliko zvezd ter oblake plina in prahu. Vendar pa vsebujejo tudi nekaj drugega: ogromne haloje temna snov . Ta skrivnostna 'stvar' je nevidna za vse poskuse, ki bi jih poskušali neposredno opazovati. Temna snov igra vlogo v galaksijah, kar se prav tako še ugotavlja.

Vrste zvezd

Spiralni rokavi teh galaksij so polni z veliko vročih, mladih modrih zvezd in še več plina in prahu (po masi). Pravzaprav je naše Sonce nekakšna nenavadnost glede na to, kakšno podjetje ima v tej regiji.

Znotraj osrednje izbokline spiralnih galaksij z ohlapnejšimi spiralnimi kraki (Sc in Sd) je populacija zvezd zelo podobna tisti v spiralnih krakih, mladih vročih modrih zvezd, vendar v veliko večji gostoti.

V kontrakcijskih spiralnih galaksijah z ožjimi rokavi (Sa in Sb) imajo večinoma stare, hladne rdeče zvezde, ki vsebujejo zelo malo kovine.

In medtem ko se velika večina zvezd v teh galaksijah nahaja znotraj ravnine spiralnih krakov ali izbokline, okoli galaksije obstaja halo. Medtem ko v tem območju prevladuje temna snov, obstajajo tudi zelo stare zvezde, običajno z zelo nizko kovinsko trdnostjo, ki krožijo skozi ravnino galaksije v zelo eliptičnih orbitah.

Nastanek

Oblikovanje spiralnih krakov v galaksijah je večinoma posledica gravitacijskega učinka materiala v galaksiji, ko valovi prehajajo skozi. To predpostavlja, da se bazeni z večjo masno gostoto upočasnjujejo in tvorijo 'roke', ko se galaksija vrti. Ko plin in prah prehajata skozi te krake, se stisneta, da nastanejo nove zvezde, rokavi pa se v masni gostoti še razširijo, kar poveča učinek. Novejši modeli so poskušali temno snov in druge lastnosti teh galaksij vključiti v kompleksnejšo teorijo nastanka.

Supermasivne črne luknje

Druga značilnost spiralnih galaksij je prisotnost supermasivnih črnih lukenj v njihovih jedrih. Ni znano, ali vse spiralne galaksije vsebujejo enega od teh orjakov, vendar obstaja ogromno posrednih dokazov, da jih bodo skoraj vse take galaksije vsebovale v izboklini.

Temna snov

Pravzaprav so bile spiralne galaksije tiste, ki so prve predlagale možnost temne snovi. Galaktično vrtenje določajo gravitacijske interakcije mas, ki so prisotne v galaksiji. Toda računalniške simulacije spiralnih galaksij so pokazale, da se hitrosti vrtenja razlikujejo od opazovanih.

Ali je bilo naše razumevanje splošne teorije relativnosti napačno ali pa je bil prisoten drug vir mase. Od relativnostna teorija je bilo preizkušeno in preverjeno na skoraj vseh stopnjah, do zdaj pa je bil odpor proti temu.

Namesto tega so znanstveniki domnevali, da obstaja še neviden delec, ki ne deluje z elektromagnetno silo - in najverjetneje ne z močno silo in morda niti s šibko silo (čeprav nekateri modeli to lastnost vključujejo) - vendar deluje gravitacijsko.

Menijo, da spiralne galaksije ohranjajo halo temne snovi; sferični volumen temne snovi, ki prežema celotno območje v galaksiji in okoli nje.

Temna snov še ni bila neposredno odkrita, vendar obstaja nekaj posrednih opazovalnih dokazov za njen obstoj. V naslednjih nekaj desetletjih bi morali novi poskusi osvetliti to skrivnost.

Uredil in posodobilCarolyn Collins Petersen.