etter å Ha etablert eksistensen av andre galakser, Hubble og andre begynte å observere dem tettere—merke sine former, innholdet i, og som mange andre egenskaper som de kan måle., Dette var en skremmende oppgave i 1920-årene da å skaffe en enkelt fotografi eller spekteret av en galaxy kunne ta en hel natt med utrettelig å observere. I dag, er større teleskoper og elektroniske detektorer har gjort denne oppgaven mindre vanskelig, selv om observere de mest fjerntliggende galakser (de som viser oss universet i sin tidligste faser) krever fortsatt en enorm innsats.

Det første trinnet i å prøve å forstå en ny type objekt er ofte bare å beskrive det. Husk, det første trinnet i å forstå stellar spektra var rett og slett for å sortere dem i henhold til utseende (se Analysere Starlight)., Som det viser seg, er den største og mest lysende galakser kommer i en av to grunnleggende former: enten de er flatere og har spiralformede, som vår egen Galakse, eller de ser ut til å være elliptisk (luftskip – eller sigar-formet). Mange mindre galakser, i kontrast, har en uregelmessig form.

Spiral Galakser

Vår egen Galakse og Andromeda galaksen er typisk, stor spiral galakser. De består av en sentral bule, en halo, en disk, og spiralformede. Interstellar materiale er vanligvis spredt over hele disker av spiral galakser., Lyse utslipp stjernetåker og varme, unge stjerner er til stede, spesielt i den spiralformede, som viser at nye stjerners dannelse er det fortsatt forekommer. Diskene er ofte støvete, som er spesielt merkbar i de systemene som vi ser nesten kanten på (Figur).

Figur 1: Spiral Galakser. (en) Den spiralformede av M100, som vises her, er blåere enn resten av galaksen, noe som indikerer unge, høy-masse stjerner og stjerner-forming regioner., (b) Vi ser på denne spiral galakse, NGC 4565, nesten nøyaktig kanten på, og fra denne vinkelen, kan vi se at støv i flyet av galaksen, det ser mørk ut, fordi det absorberer lyset fra stjernene i galaksen. (kreditt-a: endring av arbeid med Hubble Eldre Arkiv, NASA, ESA, og Judy Schmidt; kreditt b: endring av arbeid med «Jschulman555″/ Wikimedia)

I galakser som vi ser forsiden på den lyse stjerner og utslipp stjernetåker gjøre armer av spiraler skiller seg ut som de av et pinwheel på den fjerde av juli., Åpne stjerners klynger kan sees i armene til nærmere spiraler, og globular klynger er ofte synlig i deres halos. Spiral galakser inneholder en blanding av unge og gamle stjerner, akkurat som melkeveien gjør. Alle spiraler rotere, og retningen på sitt spinn er slik at armene ut til å trail mye som kjølvannet av en båt.

Om lag to tredeler av de nærliggende spiral galakser har boxy eller peanut-formet barer av stjerner som går gjennom sine sentre (Figur 2). Viser stor originalitet, astronomer kaller disse galaksene sperret spiraler.,

Figur 2: Sperret Spiral Galakse. NGC 1300, er vist her, er en sperret spiral galakse. Vær oppmerksom på at den spiralformede begynne på endene av linjen. (credit: NASA, ESA, og Hubble Heritage Team(STScI/AURA))

Som vi bemerket i melkeveien kapittel, vår Galakse har en beskjeden baren også. Den spiralformede vanligvis begynner fra enden av baren. Det faktum at barer er så vanlig tyder på at de har levd lenge, det kan være at de fleste spiral galakser danne en bar på et tidspunkt i løpet av sin utvikling.,

I både sperret og unbarred spiral galakser, ser vi en rekke forskjellige former. På en ekstrem, sentral-bule er store og lyse, armene er svake og tett sammenrullede, og lyse utslipp stjernetåker og supergiant stjerner er usynlig. Hubble, som har utviklet et system for å klassifisere galakser av form, ga disse galaksene betegnelsen Sa. Galakser i denne ekstreme kan ha noen klar spiral arm struktur, noe som resulterer i et objektiv-lignende utseende (de er noen ganger referert til som linseforma galakser)., Disse galaksene synes å dele så mange egenskaper med elliptiske galakser som de gjør med spiral galakser

På den andre ytterligheten, den sentrale bule er små og armene er løst såret. I disse Sc galakser, lysende stjerner og utslipp stjernetåker er svært fremtredende. Vår Galakse og Andromeda galaksen er både mellomting mellom de to ytterligheter. Bilder av spiral galakser, som illustrerer ulike typer, er vist i Figur 3, sammen med elliptiske galakser for sammenligning.

Figur 3: Hubble-Klassifisering av Galakser., Denne figuren viser Edwin Hubble ‘ s opprinnelige klassifisering av galakser. Elliptiske galakser er på venstre. På høyre, kan du se den grunnleggende spiral former illustrert, sammen med bilder av faktiske sperret og unbarred spiraler. (credit: endring av arbeid ved NASA, ESA)

Den lysende deler av spiral galakser synes å variere i diameter fra ca 20 000 til mer enn 100 000 lysår. Nyere studier har funnet at det er trolig en stor andel av den galaktiske materiale som strekker seg langt utover den tilsynelatende kanten av galakser., Dette materialet ser ut til å være tynn, kald gass som er vanskelig å oppdage i de fleste observasjoner.

Fra observasjonelle data som er tilgjengelig, massene av det synlige deler av spiral galakser er anslått til å variere fra 1 milliard til 1 billion Soler (109 1012MSun). Den totale luminosities av de fleste spiraler falle i størrelsesorden 100 millioner kroner til 100 milliarder ganger lysstyrken til vår Sol (108 1011LSun). Vår Galakse og M31 er relativt stor og massiv, som spiraler gå., Det er også betydelig mørk materie i og rundt galakser, akkurat som det er i melkeveien, vi utlede sin tilstedeværelse fra hvor fort stjerner i de ytre delene av Galaksen beveger seg i sine baner.

Elliptiske Galakser

Elliptiske galakser består nesten utelukkende av gamle stjerner, og har former som kuler eller ellipsoids (litt knust kuler) (Figur 4). De inneholder ingen spor av spiralformede. Deres lys er dominert av eldre rødlig stjerner (den populasjon II stjerner diskutert i melkeveien)., I større nærheten ellipticals, mange globular klynger kan bli identifisert. Støv og utslipp stjernetåker er ikke påfallende i elliptiske galakser, men mange gjør det inneholder en liten mengde av interstellar materie.

Figur 4: Elliptiske Galakser. (en) ESO 325-G004 er en stor elliptisk galakse. Andre elliptiske galakser kan sees rundt kantene av bildet. (b) Denne elliptiske galaksen trolig stammer fra en kollisjon mellom to spiral galakser., (kreditt-a: endring av arbeid ved NASA, ESA, og Hubble Heritage Team (STScI/AURA); kreditt b: endring av arbeid med ESA/Hubble, NASA)

Elliptiske galakser viser ulike grader av sammenslåing, alt fra systemer som er ca sfærisk til de som nærmer flathet av spiraler. Den sjeldne gigantiske ellipticals (for eksempel ESO 325-G004 i Figur 4) nå luminosities av 1011LSun. Massen i en stor elliptisk kan være så stor som 1013MSun., Tverrsnittene av disse store galakser strekke seg over flere hundre tusen lysår og er betydelig større enn den største spiraler. Selv om enkelte stjerner i bane rundt sentrum av en elliptisk galakse, banene er ikke alle i samme retning, som oppstår i spiraler. Derfor, ellipticals ser ikke ut til å rotere på en systematisk måte, noe som gjør det vanskelig å anslå hvor mye mørk materie de inneholder.

Vi finner at elliptiske galakser utvalg hele veien fra gigantene, bare beskrevet, til dvergene, som kan være den vanligste typen galaxy., Dverg ellipticals (noen ganger kalt dverg spheroidals) rømt vårt varsel for en lang tid fordi de er svært svak og vanskelig å se. Et eksempel på en dverg elliptisk er Leo jeg Dverg Spheroidal galaxy vist i Figur 5. Klarheten av dette typisk dverg er omtrent lik som den smarteste globular klynger.

mellomting mellom de gigantiske og dverg elliptiske galakser er systemer som M32 og M110, de to følgesvenner av Andromeda galaksen. Mens de er ofte referert til som dverg ellipticals, disse galaksene er betydelig større enn galakser som Leo I.,

Figur 5: Dverg Elliptisk Galakse. M32, en dverg elliptiske galaksen og en av følgesvennene til gigantiske Andromeda galaksen M31. M32 er en dverg ved galaktiske standarder, så det er bare 2400 lysår på tvers. (credit: NOAO/AURA/NSF)

Irregulære Galakser

Hubble klassifisert galakser, som ikke har den vanlige former forbundet med kategorier som vi nettopp har beskrevet i catchall bin en uregelmessig galaksen, og vi vil fortsette å bruke sin periode., Vanligvis, irregulære galakser har lavere massene og luminosities enn spiral galakser. Irregulære galakser ofte vises uorganisert, og mange er under relativt intens stjerneformasjon aktivitet. De inneholder både ung befolkning jeg stjerner og gamle populasjon II stjerner.

De to mest kjente irregulære galakser er den Store Magellanske Sky og Lille Magellanske Sky (Figur 6), som er i en avstand på litt mer enn 160,000 lysår unna og er blant våre nærmeste extragalactic naboer., Navnene gjenspeiler det faktum at Ferdinand Magellan og hans mannskap, noe som gjør deres round-the-world reise, var den første Europeiske reisende til å legge merke til dem. Selv om det ikke er synlig fra Usa og Europa, disse to systemene er fremtredende fra den Sørlige Halvkule, der de ser ut som pistrete skyer på himmelen. Siden de er bare om lag en tiendedel så fjern som den Andromeda galaksen, presenterer de en utmerket mulighet for astronomene å studere tåker, stjerner klynger, variable stjerner, og andre viktige objekter i innstillingen en annen klode., For eksempel, den Store Magellanske Skyen inneholder 30 Doradus komplekse (også kjent som Tarantella Stjernetåke), som er ett av de største og mest lysende grupper av supergiant stjerner kjent i noen galakse.

Figur 6: 4 Meters Teleskopet på Cerro Tololo Inter-American Observatory Silhuett mot den Sørlige Himmelen. Melkeveien er sett til høyre i domen, og den Store og Lille Magellanske Skyer er sett til venstre., (credit: Roger Smith/NOAO/AURA/NSF)

Den Lille Magellanske Skyen er betydelig mindre omfattende enn den Store Magellanske Sky, og det er seks ganger lengre enn det er bredt. Denne smale wisp av materialet peker direkte mot vår Galakse som en pil. Den Lille Magellanske Skyen var mest sannsynlig contorted inn i sin nåværende form gjennom gravitasjonelle vekselvirkninger med melkeveien., En stor sporet av rester fra dette samspillet mellom melkeveien og den Lille Magellanske Sky har blitt strødd over himmelen og er sett på som en serie av gass-skyer som beveger seg på unormalt høy hastighet, kjent som Magellanske Stream. Vi vil se at denne typen interaksjon mellom galakser vil bidra til å forklare uregelmessige former av hele denne kategorien av små galakser,

Galaxy Utviklingen

Oppmuntret av suksessen til H-R-diagrammet for stjernene (se Analysere Starlight), astronomer studerer galakser håpet å finne noen form for sammenlignbare ordningen, der forskjeller i utseende kan være knyttet til ulike evolusjonære stadier i livet av galakser. Ville ikke det være fint om hver elliptisk galakse utviklet seg til en spiral, for eksempel, akkurat som hver hoved-sekvens stjerners utvikler seg til en rød kjempe? Flere enkle ideer av denne typen ble prøvd, noen av Hubble seg selv, men ingen har stått testen av tid (og observasjon).,

Fordi ingen enkel ordning for utvikling én type galakse til en annen kunne bli funnet, astronomer så hadde en tendens til det motsatte synspunkt. For en stund, de fleste astronomer trodde at alle galaksene dannet meget tidlig i historien til universet og at forskjellene mellom dem hadde å gjøre med den frekvensen av stjerneformasjon. Ellipticals var de galakser der alle interstellar materie ble konvertert raskt inn stjerner. Spiraler var galakser som stjerners dannelsen skjedde sakte over hele levetiden av galaksen. Denne ideen viste seg å være for enkel, så vel.,

i Dag, vi forstår at i hvert fall noen galakser har endret typer over milliarder av år siden begynte universet. Som vi skal se i senere kapitler, kollisjoner og fusjoner mellom galakser kan dramatisk endre spiral galakser i elliptiske galakser. Selv isolert spiraler (med ingen nabo galakser i sikte) kan endre sitt utseende over tid. Som de bruker deres gass, frekvensen av stjerneformasjon vil avta, og den spiralformede vil gradvis bli mindre synlige., Over lange perioder, spiraler derfor begynner å se mer ut som galaksene i midten av Figur 3 (som astronomene kaller S0 typer).

i Løpet av de siste tiårene, studiet av hvordan galakser utvikle seg over levetiden av universet har blitt en av de mest aktive felt av astronomisk forskning. Vi vil diskutere utviklingen av galakser i mer detalj i Utviklingen og Fordelingen av Galakser, men la oss først se på en litt mer detaljert hva ulike galakser er like.,

Ordliste

elliptisk galakse: en galakse med formen som er en ellipse, og som ikke inneholder noen iøynefallende interstellar materiale

uregelmessig galaxy: galaxy uten noen klar symmetri eller mønster, heller en spiral eller en elliptisk galakse

spiral galakse: en flat, roterende galaxy med pinwheel-lignende våpen av interstellar materiale og unge stjerner, svingete ut fra sin sentrale bule