efter at Have fastslået eksistensen af andre galakser, Hubble og andre begyndte at observere disse i højere grad—at bemærke, deres former, deres indhold, og som mange andre egenskaber, som de kunne måle., Dette var en skræmmende opgave i 1920 ‘ erne, da det at få et enkelt fotografi eller spektrum af en galakse kunne tage en hel nat med utrættelig observation. I dag har større teleskoper og elektroniske detektorer gjort denne opgave mindre vanskelig, selvom det stadig kræver en enorm indsats at observere de fjerneste galakser (dem, der viser os universet i dets tidligste faser).

det første skridt i forsøget på at forstå en ny type objekt er ofte blot at beskrive det. Husk, at det første skridt i forståelsen af stjernespektre var simpelthen at sortere dem efter udseende (se analyse af stjernelys)., Det viser sig, at de største og mest lysende galakser findes i en af to grundlæggende former: enten er de fladere og har spiralarme, som vores egen galakse, eller de ser ud til at være elliptiske (blimp – eller cigarformet). Mange mindre galakser har derimod en uregelmæssig form.

spiralgalakser

vores egen galakse og Andromeda-galaksen er typiske, store spiralgalakser. De består af en central bule, en halo, en disk og spiralarme. Interstellært materiale spredes normalt gennem skiverne i spiralgalakser., Lysende emissionståger og varme, unge stjerner er til stede, især i spiralarmene, hvilket viser, at ny stjernedannelse stadig forekommer. Diskene er ofte støvede, hvilket er særligt mærkbart i de systemer, som vi ser næsten kant på (figur).

Figur 1: Spiral Galakser. (a) spiralarmene på M100, der er vist her, er blåere end resten af galaksen, hvilket indikerer unge stjerner med høj masse og stjernedannende regioner., (b) vi ser denne spiralgalakse, NGC 4565, næsten nøjagtigt kant på, og fra denne vinkel kan vi se støvet i galaksens plan; det ser mørkt ud, fordi det absorberer lyset fra stjernerne i galaksen. (kredit a: ændring af arbejdet med Hubble Arv Arkiv, NASA, ESA, og Flemming Schmidt; kredit, b: ændring af arbejde “Jschulman555″/ Wikimedia -)

I galakser, som vi ser ansigt på, og de lyse stjerner og emission tåger gøre arme af spiraler skiller sig ud som dem, der af en mølle på den fjerde af juli., Åbne stjernehobe kan ses i armene på nære spiraler, og kugleformede klynger er ofte synlige i deres glorier. Spiralgalakser indeholder en blanding af unge og gamle stjerner, ligesom Mælkevejen gør. Alle spiraler roterer, og retningen af deres spin er sådan, at armene ser ud til at spore meget som kølvandet på en båd.

omkring to tredjedele af de nærliggende spiralgalakser har Bo ORY eller jordnøddeformede stænger af stjerner, der løber gennem deres centre (figur 2). Viser stor originalitet, astronomer kalder disse galakser spærrede spiraler.,

Figur 2: Barred Spiral Galaxy. NGC 1300, vist her, er en spærret spiralgalakse. Bemærk, at spiralarmene begynder i enderne af stangen. (credit: NASA, ESA og Hubble Heritage Team(STScI/AURA))

Som vi bemærkede i Mælkevejen kapitel, vores Galakse har et beskedent bar for. Spiralarmene begynder normalt fra enderne af stangen. Det faktum, at søjler er så almindelige, antyder, at de har lang levetid; det kan være, at de fleste spiralgalakser danner en bjælke på et tidspunkt under deres udvikling.,

i både spærrede og ubegrænsede spiralgalakser observerer vi en række forskellige former. I den ene ende er den centrale bule stor og lysende, armene er svage og tæt oprullede, og lyse emissionståger og supergiante stjerner er iøjnefaldende. Hubble, der udviklede et system til klassificering af galakser efter form, gav disse galakser betegnelsen Sa. Galakser på dette ekstreme har muligvis ingen klar spiralarmstruktur, hvilket resulterer i et linselignende udseende (de kaldes undertiden lentikulære galakser)., Disse galakser ser ud til at dele så mange egenskaber med elliptiske galakser, som de gør med spiralgalakser

på det andet ekstreme er den centrale bule lille, og armene er løst såret. I disse Sc-galakser er lysende stjerner og emissionståger meget fremtrædende. Vores galakse og Andromeda-galaksen er begge mellemliggende mellem de to ekstremer. Fotografier af spiralgalakser, der illustrerer de forskellige typer, er vist i figur 3 sammen med elliptiske galakser til sammenligning.

Figur 3: Hubble Klassificering af Galakser., Dette tal viser Ed .in Hubbles oprindelige klassificering af galakser. Elliptiske galakser er til venstre. Til højre kan du se de grundlæggende spiralformer illustreret sammen med billeder af faktiske spærrede og ubegrænsede spiraler. (kredit: ændring af arbejde af NASA, ESA)

de lysende dele af spiralgalakser synes at variere i diameter fra omkring 20.000 til mere end 100.000 lysår. Nylige undersøgelser har fundet, at der sandsynligvis er en stor mængde galaktisk materiale, der strækker sig langt ud over den tilsyneladende kant af galakser., Dette materiale ser ud til at være tynd, kold gas, der er vanskelig at opdage i de fleste observationer.

fra de tilgængelige observationsdata estimeres masserne af de synlige dele af spiralgalakser til at variere fra 1 milliard til 1 billioner Sole (109 til 1012MSun). De samlede luminositeter for de fleste spiraler falder i området fra 100 millioner til 100 milliarder gange vores Sols lysstyrke (108 til 1011LSun). Vores galakse og M31 er relativt store og massive, som spiraler går., Der er også betydeligt mørkt stof i og omkring galakserne, ligesom der er i Mælkevejen; vi udleder dens tilstedeværelse fra, hvor hurtigt stjerner i de ydre dele af galaksen bevæger sig i deres baner.

Elliptiske Galakser

Elliptiske galakser består næsten udelukkende af gamle stjerner, og har former, der er kugler eller ellipsoids (lidt smadret kugler) (Figur 4). De indeholder ingen spor af spiralarme. Deres lys domineres af ældre rødlige stjerner (befolkningen II stjerner diskuteret i Mælkevejen)., I de større nærliggende elliptiske kan mange kugleformede klynger identificeres. Støv-og emissionståger er ikke iøjnefaldende i elliptiske galakser, men mange indeholder en lille mængde interstellært stof.

Figur 4: Elliptiske Galakser. (a) ESO 325-G004 er en kæmpe elliptisk galakse. Andre elliptiske galakser kan ses omkring kanterne af dette billede. (b) denne elliptiske galakse stammer sandsynligvis fra kollisionen af to spiralgalakser., (kredit a: ændring af arbejdet ved NASA, ESA og Hubble Heritage Team (STScI/AURA); kredit, b: ændring af det arbejde, som ESA/Hubble, NASA)

Elliptiske galakser viser forskellige grader af udfladning, lige fra systemer, der er omtrent kugleformede til dem, der nærmer planhed af spiraler. De sjældne gigantiske elliptiske (for eksempel ESO 325-G004 i figur 4) Når luminositeter på 1011LSun. Massen i en kæmpe elliptisk kan være så stor som 1013MSun., Diametrene af disse store galakser strækker sig over flere hundrede tusinde lysår og er betydeligt større end de største spiraler. Selvom individuelle stjerner kredser om midten af en elliptisk galakse, er banerne ikke alle i samme retning, som det forekommer i spiraler. Derfor ser ellipticals ikke ud til at rotere på en systematisk måde, hvilket gør det vanskeligt at estimere, hvor meget mørkt stof de indeholder.

Vi finder ud af, at elliptiske galakser spænder hele vejen fra de netop beskrevne giganter til dværge, som måske er den mest almindelige form for galakse., Dværg ellipticals (undertiden kaldet dværg sfæroidals) undslap vores varsel i lang tid, fordi de er meget svage og vanskelige at se. Et eksempel på en dværg elliptisk er Leo I dværg sfæriske galakse vist i figur 5. Lysstyrken af denne typiske dværg er omtrent lig med den for de lyseste kugleformede klynger.

mellemliggende mellem de gigantiske og dværg elliptiske galakser er systemer som M32 og M110, de to ledsagere af Andromeda-galaksen. Mens de ofte omtales som dværg elliptiske, er disse galakser betydeligt større end galakser som Leo I.,

Figur 5: Dværg Elliptisk Galakse. M32, en dværg elliptisk galakse og en af ledsagerne til den gigantiske Andromeda Gala .y M31. M32 er en dværg efter galaktiske standarder, da den kun er 2400 lysår på tværs. (credit: NOAO/AURA/NSF)

Uregelmæssige Galakser

Hubble klassificeret galakser, der ikke har regelmæssige figurer, der er forbundet med de kategorier, vi lige har beskrevet i det opfang bakke i en uregelmæssig galaxy, og vi fortsætte med at bruge sin sigt., Typisk har uregelmæssige galakser lavere masser og luminositeter end spiralgalakser. Uregelmæssige galakser forekommer ofte uorganiserede, og mange gennemgår relativt intens stjernedannelsesaktivitet. De indeholder både unge populationsstjerner og gamle populationsstjerner.

De to bedst kendte uregelmæssige galakser er den Store Magellanske Sky og den Lille Magellanske Sky (Figur 6), som er i en afstand af lidt mere end på 160.000 lysår væk og er blandt vores nærmeste ekstragalaktisk naboer., Deres navne afspejler det faktum, at Ferdinand Magellan og hans besætning, der gjorde deres rejse rundt i verden, var de første europæiske rejsende, der bemærkede dem. Selvom de ikke er synlige fra USA og Europa, er disse to systemer fremtrædende fra den sydlige halvkugle, hvor de ligner skarpe skyer på nattehimlen. Da de kun er omkring en tiendedel så fjerne som Andromeda-galaksen, præsenterer de en fremragende mulighed for astronomer at studere tåger, stjerneklynger, variable stjerner og andre nøgleobjekter i indstillingen af en anden galakse., Indeholder den Store Magellanske Sky 30 Doradus-komplekset (også kendt som Tarantula-tågen), en af de største og mest lysende grupper af supergiantstjerner, der er kendt i enhver galakse.

Figur 6: 4-Meter Telescope på Cerro Tololo Inter-American Observatory i Silhuet mod den Sydlige Himmel. Mælkevejen ses til højre for kuplen, og de store og små Magellanske Skyer ses til venstre., (credit: Roger Smith/NOAO/AURA/NSF)

Den Lille Magellanske Sky, der er betydeligt mindre massiv end den Store Magellanske Sky, og det er seks gange længere end den er bred. Denne smalle wisisp af materiale peger direkte mod vores galakse som en pil. Den Lille Magellanske Sky blev sandsynligvis forvredet til sin nuværende form gennem gravitationsinteraktioner med Mælkevejen., Et stort spor af affald fra denne interaktion mellem Mælkevejen og Den Lille Magellanske Sky er blevet strøet over himlen og ses som en række gasskyer, der bevæger sig med unormalt høj hastighed, kendt som Magellanic Stream. Vi vil se, at denne form for interaktion mellem galakser, der vil hjælpe med at forklare uregelmæssige former, for hele denne kategori af små galakser,

Gala .y Evolution

opmuntret af succesen med H-R-diagrammet for stjerner (se analyse af stjernelys) håbede astronomer, der studerede galakser, at finde en slags sammenlignelig ordning, hvor forskelle i udseende kunne knyttes til forskellige evolutionære stadier i galaksernes liv. Ville det ikke være rart, hvis hver elliptisk galakse udviklede sig til en spiral, for eksempel, ligesom hver hovedsekvens stjerne udvikler sig til en rød kæmpe? Flere enkle ideer af denne art blev prøvet, nogle af Hubble selv, men ingen stod tidstesten (og observation).,

fordi der ikke kunne findes nogen simpel ordning for udvikling af en type galakse til en anden, havde astronomer derefter en tendens til det modsatte synspunkt. I et stykke tid troede de fleste astronomer, at alle galakser dannede sig meget tidligt i universets historie, og at forskellene mellem dem havde at gøre med hastigheden af stjernedannelse. Elliptiske var de galakser, hvor alt det interstellære stof blev omdannet hurtigt til stjerner. Spiraler var galakser, hvor stjernedannelse forekom langsomt over hele galaksens levetid. Denne ID.viste sig også at være for enkel.,

i Dag, forstår vi, at i det mindste nogle galakser har ændret typer over milliarder af år siden universet begyndte. Som vi skal se i senere kapitler, kan kollisioner og fusioner mellem galakser dramatisk ændre spiralgalakser til elliptiske galakser. Selv isolerede spiraler (uden nabogalakser i syne) kan ændre deres udseende over tid. Når de forbruger deres gas, vil hastigheden af stjernedannelse aftage, og spiralarmene vil gradvist blive mindre iøjnefaldende., Over lange perioder begynder spiraler derfor at ligne galakserne midt i figur 3 (som astronomer refererer til som S0-typer).

i løbet af de sidste årtier er undersøgelsen af, hvordan galakser udvikler sig over universets levetid, blevet et af de mest aktive felter inden for astronomisk forskning. Vi vil diskutere udviklingen af galakser mere detaljeret i udviklingen og distributionen af galakser, men lad os først se lidt mere detaljeret, hvordan forskellige galakser er.,

Ordbog

elliptiske galakse: en galakse, hvis form er en ellipse, og det indeholder ingen iøjnefaldende interstellare materiale

uregelmæssige galaxy: en galakse uden at have en klar symmetri eller mønster; hverken en spiral eller en elliptisk galakse

spiralgalakse: en flad, roterende galakse med pinwheel-lignende arme af interstellare materiale og unge stjerner, snoede sig ud fra sin centrale bule