SPIRALINĖS GALAKTIKOS: CHARAKTERISTIKOS IR TIPAI - ARTE - 2026

Spiralinė galaktika yra monumentalus klasteris disko formos žvaigždžių spiralinių vijų, primenantys apie vėjo malūnėlis formą. Rankų forma labai skiriasi, tačiau paprastai aiškiai išsiskiria sutirštėjęs centras, apsuptas disko, iš kurio išsikiša spiralės.

Beveik 60% šiandien žinomų galaktikų yra spiralės, turinčios šias būdingas struktūras: centrinę ar galaktikos išsipūtimą, diską, spiralinius ginklus ir halo.

1 paveikslas. Smagračio galaktika „Ursa Major“ žvaigždyne, esanti 21 milijono šviesos metų nuo Žemės. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. ESA / Hablas.

Tai nepaprasto grožio galaktikos, esančios tokiuose žvaigždynuose kaip Eridano. Visi jie užkoduoti astronomo Edwino Hablo (1889–1953) darbo dėka.

charakteristikos

Du trečdaliai spiralinių galaktikų turi centrinę juostą, sudarančią potipį, vadinamą užribinėmis spiralinėmis galaktikomis, kad būtų galima atskirti juos nuo paprastų spiralinių galaktikų. Jie turi tik dvi spirales, išeinančias iš strypo ir besisukančias ta pačia kryptimi. Mūsų Paukščių Takas yra užrištos spiralinės galaktikos pavyzdys, nors mes negalime to stebėti iš savo padėties.

Centrinė bulvė yra rausvos spalvos, dėl senų žvaigždžių. Pačiame branduolyje mažai dujų, o centre dažniausiai yra juodoji skylė.

Savo ruožtu diskas yra melsvas, turtingas dujų ir dulkių, jame yra jaunų ir karštesnių žvaigždžių, kurios skrieja beveik apskritimo takais aplink galaktikos branduolį, bet lėčiau nei branduolys.

Kalbant apie spirales, jos būna labai įvairios, pradedant nuo tų, kurios tvirtai apvyniotos aplink centrinę iškyšulį arba rankos, išdėstytos atviriau. Jie išsiskiria dėl daugybės karštų, mėlynų, jaunų žvaigždžių, kuriose yra.

Yra keletas teorijų, kodėl jos formuojasi, apie kurias kalbėsime vėliau.

Galiausiai yra sferinis halo, kuris supa visą diską, skurdus dujose ir dulkėse, kuriame seniausios žvaigždės yra sugrupuotos į rutulines žvaigždžių grupes, didžiules grupes, kuriose yra tūkstančiai ir net milijonai žvaigždžių, kurios juda dideliu greičiu.

Spiralinių galaktikų tipai

Norėdami klasifikuoti galaktikas pagal jų morfologiją (išvaizdą žiūrint iš Žemės), naudojama 1936 m. Edvino Hablo sukurta melodinė šakutė, kurią vėliau pakoregavo kiti astronomai, pridėdami potipius ir numerius prie pradinio žymėjimo.

Hablo raidėmis koduotos galaktikos yra tokios: E elipsės formos galaktikoms, SO - lęšio formos galaktikoms ir S - spiralėms.

Vėliau buvo pridėtos dar dvi kategorijos, apimančios SB spiralines galaktikas ir galaktikas, kurių forma nesutampa su modeliu ir yra netaisyklingos: Irr. Apie 90% visų stebimų galaktikų yra elipsės arba spiralės. Tik 10% priklauso „Irr“ kategorijai.

2 pav. Galaktikų suderinimo šakutės diagrama. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. Originalus įkėlėjas buvo „Cosmo0“ angliškoje Vikipedijoje. (Originalus tekstas: nenurodyta).

Hablas tikėjo, kad galaktikos savo gyvenimą pradėjo kaip E0 tipo sferinės struktūros, tada išsivystė ginklai ir tapo spiralinėmis galaktikomis, kurios galų gale bus netaisyklingos.

Tačiau įrodyta, kad taip nėra. Elipsinės galaktikos turi daug lėtesnį sukimosi judesį, dėl kurio jos neišlygins ir nesukels spiralės.

Ant Hablo derinamosios šakutės rankų yra spiralinės galaktikos: S normalioms spiralėms ir SB užribinėms spiralėms. Mažosios raidės nurodo potipius: „a“ reiškia, kad ritės yra sandariai uždarytos aplink branduolį, o „c“ yra naudojamos, kai jos yra laisvesnės. Atitinkamai padidėja ir dujų santykis.

Pieno kelias yra SBb tipo, kai Saulė yra viename iš spiralinių ginklų: Oriono ranka, vadinama todėl, kad jame yra ir šio žvaigždyno žvaigždės, vienos įspūdingiausių matytų iš Žemės.

Teorijos apie spiralių kilmę

Spiralinių ginklų kilmė dar nėra tiksliai žinoma, tačiau yra keletas teorijų, kurios bando jas paaiškinti. Pirmiausia astronomai greitai pastebėjo, kad skirtingos spiralinės galaktikos struktūros sukasi skirtingu greičiu. Tai žinoma kaip diferencinis sukimasis ir būdinga šių tipų galaktikoms.

Spiralinių galaktikų disko vidus sukasi daug greičiau nei išorinis, o halogenas nesisuka. Dėl šios priežasties iš pradžių buvo manoma, kad tai yra spiralių atsiradimo priežastis, ir ne tik tai, bet ir tamsiosios medžiagos egzistavimo įrodymas.

Tačiau jei taip yra, spiralės būtų trumpalaikės (astronomine prasme, žinoma), nes jos galų gale apsivyniotų aplink save ir išnyktų.

Tankio bangos ir žvaigždės savaiminis sklidimas

Labiau priimta spiralių egzistavimo teorija yra tankio bangos. Ši teorija, kurią sukūrė švedų astronomas Bertilis Lindbladas (1895–1965), teigia, kad materija patiria jo koncentracijos kitimą, kuris, kaip ir garsas, gali sklisti galaktikos terpėje.

Tokiu būdu sukuriamos didesnio susikaupimo sritys, tokios kaip spiralės, ir kitos, kuriose yra mažiau, o tai būtų tarpai tarp jų. Tačiau šios sritys yra ribotos trukmės, todėl rankos gali judėti, nors laikui bėgant jų forma išlieka.

Tai paaiškina, kodėl spiralės yra labai aktyvūs regionai, atsižvelgiant į žvaigždžių gamybą. Ten dujos ir dulkės yra labiau koncentruotos, todėl gravitacija įsiterpia taip, kad materija suliptų kartu ir sudarytų prizines žvaigždes, kurios sukels jaunas ir masyvias žvaigždes.

Kita teorija, kuria siekiama paaiškinti spirales, yra savaiminio sklidimo teorija. Masyvios mėlynos žvaigždės spiralinėse rankose yra trumpalaikės, palyginti su vėsesnėmis, raudonesnėmis žvaigždėmis šerdyje.

Pirmieji paprastai pasibaigia milžiniškais supernovų sprogimais, tačiau medžiagą galima perdirbti į naujas žvaigždes toje pačioje vietoje kaip ir ankstesniosios: spiralines rankas.

Tai paaiškintų ginklų išsilaikymą, bet ne jų kilmę. Dėl šios priežasties astronomai labiau tiki, kad jų priežastis yra įvairių veiksnių derinys: tas pats diferencinis sukimasis, tankio bangų buvimas, žvaigždžių savaiminis sklidimas ir sąveika su kitomis galaktikomis.

Dėl visų šių aplinkybių atsiranda įvairių tipų spiralės: plonos ir aiškiai apibrėžtos arba storos ir silpnai apibrėžtos.

Skirtumai su elipsinėmis galaktikomis

Akivaizdžiausias skirtumas yra tas, kad žvaigždės elipsinėse galaktikose pasiskirsto tolygiau nei spiralėse. Juose jie būna susitelkę rausvame diske ir išsibarstę spiralinėse rankose, melsvos spalvos, o pasiskirstymas elipsinėse galaktikose yra ovalus.

Kitas išskirtinis bruožas yra tarpžvaigždinių dujų ir dulkių buvimas ar nebuvimas. Elipsinėse galaktikose didžioji dalis materijos seniai virto žvaigždėmis, todėl jose mažai dujų ir dulkių.

Savo ruožtu spiralinėse galaktikose yra sričių, kuriose gausu dujų ir dulkių, iš kurių kyla naujos žvaigždės.

Kitas pastebimas skirtumas yra žvaigždžių rūšis. Astronomai išskiria dvi žvaigždžių populiacijas: I populiaciją jauną ir II populiaciją, senesnes žvaigždes. Elipsinėse galaktikose yra II populiacijos žvaigždės ir keli elementai, sunkesni už helį.

Priešingai, spiralinėse galaktikose yra I ir II populiacijos. Disko ir ginklų populiacijoje aš dominuoju, jaunesnė ir pasižymi dideliu metališkumu. Tai reiškia, kad juose yra sunkiųjų elementų, jau išnykusių žvaigždžių liekanų, o halo yra seniausios žvaigždės.

Štai kodėl žvaigždės ir toliau formuojasi spiralinėse galaktikose, o elipsinėse galaktikose - ne. Ir tai yra tai, kad elipsės formos galaktikos greičiausiai yra spiralinių ir netaisyklingų galaktikų susidūrimų, kurių metu išnyksta didžioji dalis kosminių dulkių ir galimybė sukurti naujas žvaigždes, rezultatas.

Šie galaktikų susidūrimai yra dažni įvykiai, iš tikrųjų manoma, kad Paukščių Takas susiduria su mažomis palydovinėmis galaktikomis: Šaulio elipsine nykštukine galaktika „SagDEG“ ir nykštukine „Canis Major“ galaktika.

Palyginimo lentelė

Skirtumai tarp elipsinių ir spiralinių galaktikų. Šaltinis: Fanny Zapata.

Spiralinių galaktikų pavyzdžiai

Spiralinių galaktikų gausu visatoje. Žiūrint iš Žemės, jie yra nepaprasto grožio objektai dėl savo įvairių formų. Pavyzdžiui, Eridano žvaigždyne yra penkios skirtingų rūšių spiralinės galaktikos, tarp jų trys barjerinės. Vienas iš jų yra NGC 1300, parodytas žemiau.

3 pav. Ribojama spiralinė galaktika NGC 1300 Erídano mieste. Kevinas Gilis iš Los Andželo, CA, JAV

Paukščių takas

Tai yra galaktika, kurioje Saulės sistema yra viena iš jos spiralinių galų. Jame yra nuo 100 iki 400 milijardų žvaigždžių, kurių numatomas dydis yra nuo 150 iki 200 tūkstančių šviesmečių. Tai yra dalis vadinamosios vietinės galaktikų grupės, kartu su Andromeda ir maždaug 50 kitų galaktikų, beveik visų nykštukų.

Andromeda

Taip pat žinomas kaip M31, jis yra atpažįstamo W formos Andromedos žvaigždyne, netoli Cassiopeia žvaigždyno. Tai galima pamatyti plika akimi arba su gerais žiūronais aiškiomis, be mėnulio einančiomis naktimis.

Nors ji jau pasirodė senovės arabų astronomų įrašuose, Edvino Hablo pastebėjimų dėka nebuvo žinoma, kad tai buvo galaktika iki XX amžiaus pradžios.

4 paveikslas. Andromedos galaktika. Šaltinis: „Pixabay“.

Jis nutolęs maždaug 2,5 milijono šviesmečių ir yra maždaug Paukščių Tako dydžio, nors manoma, kad jis yra šiek tiek masyvesnis. Tačiau naujausi vertinimai rodo, kad jo masė yra panaši į mūsų pačių galaktikos masę.

Andromeda artėja prie mūsų dideliu greičiu, todėl tikimasi, kad maždaug po 4,5 milijardo metų ji susidurs su Paukščių Taku ir sukels milžinišką elipsinę galaktiką.

„Sūkurio galaktika“

Jis rodomas „Messier“ kataloge kaip objektas M51, o 1773 m. Jį atrado pats Charlesas Messieris. Jis randamas „Canes Venatici“ žvaigždyne borealiame danguje, netoli Bootes ir Liūto, iš kur jį galima pamatyti žiūronai.

Šis didingas astronominis objektas turi tipišką spiralinės galaktikos formą ir yra maždaug 16–27 milijonų šviesmečių atstumu. Jame yra palydovo galaktika, aiškiai matoma teleskopo vaizduose: galaktika NGC 5195.

5 pav. Sūkurio galaktika ir jos palydovinė galaktika. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) ir Hablo paveldo komanda STScI / AURA)

Nuorodos

1. Carroll, B. Įvadas į šiuolaikinę astrofiziką. 2-asis. Leidimas. Pearsonas.
2. Heras, A. Įvadas Astronomija ir astrofizika. Atkurta iš: antonioheras.com.
3. Oster, L. 1984. Šiuolaikinė astronomija. Redakcijos revertas.
4. Vikipedija. Galaktikų susidarymas ir raida. Atkurta iš: es.wikipedia.org.
5. Vikipedija. Spiralinės galaktikos. Atkurta iš: en.wikipedia.org.