Miután megállapítottuk, hogy létezik más galaxisok Hubble mások kezdődött, hogy nézze meg őket közelebbről—megjegyezve, a formák, a tartalmát, majd, mint sok más tulajdonságokkal rendelkezik, mint tudták mérni., Ez ijesztő feladat volt az 1920-as években, amikor egy galaxis egyetlen fényképének vagy spektrumának megszerzése teljes fáradhatatlan megfigyelést igényelhet. Napjainkban a nagyobb teleszkópok és elektronikus detektorok nehezebbé tették ezt a feladatot, bár a legtávolabbi galaxisok megfigyelése (azok, amelyek a legkorábbi szakaszaiban megmutatják nekünk az univerzumot) még mindig óriási erőfeszítést igényel.

az új típusú objektum megértésének első lépése gyakran egyszerűen annak leírása. Ne feledje, hogy a csillagspektrumok megértésének első lépése egyszerűen a megjelenés szerinti rendezés volt (lásd a csillagfény elemzését)., Mint kiderült, a legnagyobb, a legtöbb fényes galaxisok gyere két alapvető formák: vagy laposabb, s spirális karok, mint a saját galaxisunk, vagy úgy tűnik, hogy elliptikus (léghajó – vagy szivar alakú). Ezzel szemben sok kisebb galaxis szabálytalan alakú.

spirális galaxisok

saját galaxisunk és az Androméda galaxis tipikus, nagy spirális galaxisok. Ezek egy központi dudorból, egy halóból, egy lemezből és spirális karokból állnak. A csillagközi anyag általában a spirális galaxisok lemezein terjed., Fényes emissziós ködök és forró, fiatal csillagok vannak jelen, különösen a spirálkarokban, ami azt mutatja, hogy az új csillagképződés még mindig előfordul. A lemezek gyakran porosak, ami különösen észrevehető azokban a rendszerekben, amelyeken szinte élünk (ábra).

1.ábra: spirális galaxisok. a) az itt látható M100 spirális karjai kékebbek, mint a galaxis többi része, jelezve a fiatal, nagy tömegű csillagokat és csillagképző régiókat., b) ezt a spirális galaxist, az NGC 4565-öt szinte pontosan látjuk, és ebből a szögből láthatjuk a port a galaxis síkjában; sötétnek tűnik, mert elnyeli a fényt a galaxis csillagaiból. (hitel: a módosítás a munka által Hubble Legacy Archívum, a NASA, ESA, Judy pedig Schmidt; hitel-b: módosítás a munka által “Jschulman555″/ Wikipédia)

A galaxisok, hogy látjuk az arcát, a fényes csillagok, valamint emissziós ködök, hogy a karok spirálisan látszanak, mint a szélkerék a negyedik július., A nyílt csillaghalmazok a közelebbi spirálok karjaiban láthatók, a gömbhalmazok pedig gyakran láthatóak a halókban. A spirális galaxisok fiatal és régi csillagok keverékét tartalmazzák, akárcsak a Tejút. Minden spirál forog, és a centrifugálás iránya olyan, hogy a karok úgy tűnnek, mintha egy hajó felébredne.

a közeli spirális galaxisok körülbelül kétharmadában vannak olyan csillagok, amelyek a középpontjukon áthaladnak (2.ábra). Nagy eredetiséget mutatva a csillagászok ezeket a galaxisokat elzárt spiráloknak nevezik.,

2.ábra: spirálgalaxis. Az itt látható NGC 1300 egy spirálgalaxis. Ne feledje, hogy a spirális karok a rúd végén kezdődnek. (credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

amint azt a Tejútrendszer galaxis fejezetében megjegyeztük, galaxisunk is szerény sávval rendelkezik. A spirális karok általában a rúd végétől kezdődnek. Az a tény, hogy a rudak annyira gyakoriak, azt sugallja, hogy hosszú élettartamúak; lehet, hogy a legtöbb spirális galaxis egy sávot képez egy bizonyos ponton evolúciójuk során.,

mind a rácsos, mind a féktelen spirális galaxisokban különböző alakzatokat figyelünk meg. Egy extrém, a központi dudor a nagyméretű, világító, a karok halk, majd szorosan tekercselt, fényes emissziós ködök, valamint szuperóriás csillagok, vagy feltűnő. Hubble, aki kifejlesztette a galaxisok alak szerinti osztályozásának rendszerét, ezeknek a galaxisoknak az Sa megnevezést adta. A galaxisoknak ebben a szélességben nincs egyértelmű spirális karszerkezete, ami lencseszerű megjelenést eredményez (ezeket néha lentikuláris galaxisoknak nevezik)., Úgy tűnik, hogy ezek a galaxisok annyi tulajdonsággal rendelkeznek elliptikus galaxisokkal, mint a spirális galaxisokkal

a másik végletnél, a központi dudor kicsi, a karok lazán vannak feltekerve. Ezekben az Sc galaxisokban a világító csillagok és az emissziós ködök nagyon kiemelkedőek. A mi galaxisunk és az Androméda galaxisunk egyaránt köztes a két véglet között. A különböző típusokat szemléltető spirális galaxisok fényképei a 3. ábrán láthatók, összehasonlításképpen az elliptikus galaxisokkal együtt.

3.ábra: a galaxisok Hubble osztályozása., Ez az ábra Edwin Hubble galaxisok eredeti osztályozását mutatja. Elliptikus galaxisok vannak a bal oldalon. A jobb oldalon látható az alapvető spirális formák illusztrált, képek mellett a tényleges elévült és féktelen spirálok. (hitel: a NASA, ESA munkájának módosítása)

a spirális galaxisok fényes részei átmérője körülbelül 20 000-től több mint 100 000 fényévig terjedhet. A legújabb tanulmányok azt találták, hogy valószínűleg nagy mennyiségű galaktikus anyag van, amely jóval túlmutat a galaxisok látszólagos szélén., Ez az anyag vékony, hideg gáznak tűnik, amelyet a legtöbb megfigyelés során nehéz felismerni.

a rendelkezésre álló megfigyelési adatokból a spirális galaxisok látható részeinek tömegei becslések szerint 1 milliárdról 1 billió napra (109-1012 mmsun) terjednek. A legtöbb spirál teljes fényereje 100 millió-100 milliárd-szorosa a nap fényerejének (108-1011 lsun). Galaxisunk és M31-esünk viszonylag nagyok és masszívak, ahogy a spirálok is., A galaxisokban és azok környékén is jelentős sötét anyag található, csakúgy, mint a Tejútrendszerben; jelenlétéből arra következtetünk, hogy a galaxis külső részein lévő csillagok milyen gyorsan mozognak pályájukon.

elliptikus galaxisok

az elliptikus galaxisok szinte teljes egészében régi csillagokból állnak, és gömbök vagy ellipszoidok (kissé szétzúzott gömbök) alakúak (4.ábra). Nem tartalmaznak spirális karokat. Fényüket az idősebb vöröses csillagok uralják (a populáció II csillagok a Tejút galaxisban tárgyaltak)., A nagyobb közeli elliptikálisokban számos globuláris klaszter azonosítható. A por és az emissziós ködök nem feltűnőek az elliptikus galaxisokban, de sokan kis mennyiségű csillagközi anyagot tartalmaznak.

4.ábra: elliptikus galaxisok. a) az ESO 325-G004 egy óriási elliptikus galaxis. Más elliptikus galaxisok láthatók a kép szélei körül. b) Ez az elliptikus galaxis valószínűleg két spirális galaxis ütközéséből származik., (hitel: a módosítás a munka, amelyet a NASA, ESA, A Hubble Heritage Team (STScI/AURA); hitel-b: módosítás a munka által ESA/Hubble, a NASA)

Elliptikus galaxisok mutatni a különböző fokú egyengető, kezdve a rendszerek megközelítőleg gömb alakú, hogy e megközelítés a laposság spirál. A ritka óriás elliptikumok (például a 4. ábrán látható ESO 325-G004) elérik az 1011lsun fényerejét. A tömeg egy óriás elliptikus lehet olyan nagy, mint 1013MSun., Ezeknek a nagy galaxisoknak az átmérője több százezer fényévre terjed ki, és lényegesen nagyobb, mint a legnagyobb spirálok. Bár az egyes csillagok egy elliptikus galaxis közepén keringenek, a pályák nem mind ugyanabban az irányban vannak,mint a spirálokban. Ezért úgy tűnik, hogy az elliptikumok nem szisztematikusan forognak, ami megnehezíti annak becslését, hogy mennyi sötét anyagot tartalmaznak.

azt találjuk, hogy az elliptikus galaxisok egészen az éppen leírt óriásoktól a törpékig terjednek,ami lehet a leggyakoribb galaxis., A törpe elliptikonok (más néven törpe szferoidálok) sokáig elkerülték a figyelmünket, mert nagyon halványak és nehezen láthatók. Egy példa egy törpe elliptikus a Leo I Törpe gömb alakú galaxis ábrán látható 5. Ennek a tipikus törpének a fényessége körülbelül megegyezik a legfényesebb gömbhalmazok fényességével.

Az óriás és törpe elliptikus galaxisok között olyan rendszerek vannak, mint az M32 és az M110, az Androméda galaxis két társa. Bár gyakran törpe elliptikálisoknak nevezik őket, ezek a galaxisok lényegesen nagyobbak, mint az olyan galaxisok, mint az I. Leo.,

5.ábra: Törpe elliptikus galaxis. M32, egy törpe elliptikus galaxis és az egyik társa az Óriás Andromeda galaxis M31. Az M32 galaktikus szabványok szerint törpe, mivel csak 2400 fényév van. (hitel: NOAO/AURA/NSF)

a Szabálytalan Galaxisok

Hubble titkos galaxisok, amelyek nem rendelkeznek a hagyományos formák kapcsolódó kategóriák leírt be a gyűjtőcím bin egy galaxis, illetve továbbra is használja a kifejezést., Jellemzően a szabálytalan galaxisok tömege és fényereje kisebb, mint a spirális galaxisoké. A szabálytalan galaxisok gyakran rendezetlennek tűnnek, és sokan viszonylag intenzív csillagképződési aktivitáson mennek keresztül. Mind a fiatal I., mind a régi II.

a két legismertebb szabálytalan galaxis a Nagy Magellán-felhő és a Kis Magellán-felhő (6. ábra), amelyek valamivel több mint 160 000 fényév távolságra vannak, és a legközelebbi extragalaktikus szomszédaink közé tartoznak., Nevük tükrözi azt a tényt, hogy Ferdinand Magellan és legénysége, akik a világ körül utaztak, voltak az első európai utazók, akik észrevették őket. Bár az Egyesült Államokból és Európából nem látható, ez a két rendszer a déli féltekéről kiemelkedő, ahol az éjszakai égbolton ködös felhőknek tűnnek. Mivel csak körülbelül egytizede olyan távoli, mint az Andromeda galaxis, kiváló lehetőséget kínálnak a csillagászok számára, hogy egy másik galaxis környezetében nebulákat, csillagfürtöket, változó csillagokat és más kulcsfontosságú objektumokat tanulmányozzanak., Például a Nagy Magellán felhő tartalmazza a 30 Doradus komplexet (más néven Tarantula-köd), amely a szupergiáns csillagok egyik legnagyobb és legvilágosabb csoportja, amely bármely galaxisban ismert.

6.ábra: 4 méteres teleszkóp a Cerro Tololo Inter-American Observatory sziluettje a déli ég felé. A Tejút a kupola jobb oldalán látható, a nagy és Kis Magellán felhők pedig balra láthatók., (hitel: Roger Smith/NOAO/Aura/NSF)

A Kis Magellán felhő lényegesen kevésbé masszív, mint a Nagy Magellán felhő, és hatszor hosszabb, mint széles. Ez a keskeny bölcs anyag közvetlenül a galaxisunk felé mutat, mint egy nyíl. A Kis Magellán felhő valószínűleg a Tejútrendszerrel való gravitációs kölcsönhatások révén átalakult jelenlegi formájába., A Tejútrendszer és a Kis Magellán-felhő közötti kölcsönhatásból származó törmelék nagy nyomvonalát az égbolton szétszórták, és a gázfelhők sorozatának tekintik, amely abnormálisan nagy sebességgel mozog, az úgynevezett Magellán-patak. Látni fogjuk, hogy ez a fajta kölcsönhatás a galaxisok között segít megmagyarázni a kis galaxisok egész kategóriájának szabálytalan alakjait,

Galaxy Evolution

a csillagok H-R diagramjának sikere ösztönözte( lásd a csillagfény elemzését), a galaxisokat tanulmányozó csillagászok remélték, hogy valamiféle összehasonlítható sémát találnak, ahol a megjelenés különbségei a galaxisok életének különböző evolúciós szakaszaihoz köthetők. Nem lenne jó, ha minden elliptikus galaxis spirálgá alakulna, például, ahogy minden főszekvenciás csillag vörös óriássá fejlődik? Számos ilyen egyszerű ötletet kipróbáltak, néhányat maga Hubble is, de egyik sem állt az idő próbáján (és megfigyelésén).,

mivel nem találtak egyszerű sémát az egyik típusú galaxis egy másikba történő alakítására, a csillagászok ezután az ellenkező nézőpontra irányultak. Egy ideig a legtöbb csillagász úgy gondolta, hogy minden galaxis nagyon korán alakult ki az univerzum történetében, és a köztük lévő különbségeknek a csillagképződés sebességéhez kellett kapcsolódniuk. Az elliptikumok azok a galaxisok voltak, amelyekben az összes csillagközi anyagot gyorsan csillagokká alakították át. A spirálok olyan galaxisok voltak, amelyekben a csillagképződés lassan történt a galaxis teljes élettartama alatt. Ez az ötlet túl egyszerűnek bizonyult.,

ma megértjük, hogy legalább néhány galaxis megváltoztatta a típusokat az univerzum kezdete óta eltelt milliárd év alatt. Amint azt a későbbi fejezetekben látni fogjuk, a galaxisok ütközése és összeolvadása drámaian megváltoztathatja a spirális galaxisokat elliptikus galaxisokká. Még az elszigetelt spirálok (a szomszéd galaxisok nélkül) idővel megváltoztathatják megjelenésüket. Ahogy fogyasztják gázukat, a csillagképződés sebessége lelassul, a spirálkarok fokozatosan kevésbé feltűnőek lesznek., Hosszú ideig a spirálok ezért jobban hasonlítanak a 3. ábra közepén lévő galaxisokra (amelyeket a csillagászok S0 típusoknak neveznek).

az elmúlt néhány évtizedben a galaxisok fejlődésének tanulmányozása az univerzum élettartama alatt a csillagászati kutatás egyik legaktívabb területévé vált. Részletesebben tárgyaljuk a galaxisok evolúcióját a galaxisok evolúciójában és eloszlásában, de először nézzük meg egy kicsit részletesebben, hogy milyenek a különböző galaxisok.,

Glossary

elliptikus galaxis: olyan galaxis, amelynek alakja ellipszis, és amely nem tartalmaz szembetűnő csillagközi anyagot

szabálytalan galaxis: olyan galaxis, amelynek nincs egyértelmű szimmetriája vagy mintája; sem spirál, sem elliptikus galaxis

spirálgalaxis: egy lapított, forgó galaxis, csillagközi anyagból és fiatal csillagokból álló karokkal, amelyek központi dudorából kanyarodnak ki