Какво е галактика?

Ако погледнете в нощното небе с телескоп и видите отвъд видимото с просто око, ще видите много звезди, които всъщност са самозванци. Много от тези светлинни точки всъщност са галактики - колекции от милиони до трилиони звезди. Галактиките се състоят от звезди, прах и тъмна материя, всички държани заедно от гравитацията.



Астрономите не са сигурни как точно са се образували галактиките. След Големия взрив пространството беше почти изцяло съставено от водород и хелий. Някои астрономи смятат, че гравитацията събира прах и газ заедно, за да образуват отделни звезди, и тези звезди се сближават в колекции, които в крайна сметка се превръщат в галактики. Други смятат, че масата от това, което би станало галактики, се е събрала преди създаването на звездите в тях. Астрономите също усъвършенстват своите техники за измерване на масата на отделни галактики, като например това проучване от 2018 г., което използва триизмерните движения на няколко галактики, за да стесни по-добре масата на Млечния път.



Слънцето е една от милиардите звезди в галактиката Млечен път.

Слънцето е една от милиардите звезди в галактиката Млечен път.(Изображение кредит: Caltech)

Откриване на островни вселени



В началото на 1900 -те години много астрономи смятат, че цялата вселена се намира в нашата галактика, Млечния път. Други, като Харлоу Шапли, учен и ръководител на обсерваторията на Харвардския колеж, твърдят, че спираловидните петна, за които се смята, че са прах и газ, са отделни и ги наричат ​​„островни вселени“.

Едва през 1924 г., когато Едуин Хъбъл идентифицира няколко специални пулсиращи звезди, наречени Цефеидни променливи и осъзнаха, че те лежат извън известния обхват на Млечния път. Тези небесни обекти бяха напълно уникални колекции от звезди на разстояния далеч извън нашата родна галактика.

След като Хъбъл измери разстоянието до отделни галактики, той продължи да измерва тяхната Доплерово изместване - колко светлина от галактиките се е разтегнала поради тяхното движение. Той установи, че галактиките навсякъде около Млечния път се отдалечават от нас със страхотни скорости. Колкото по -далеч са галактиките, толкова по -бързо бягат. Поради това той успя да определи, че самата Вселена е разширяване , а години по -късно астрономите установяват, че разширяването се ускорява.

Характеристики на галактиката



Повечето галактики имат черни дупки в центровете си, които могат да произвеждат огромно количество енергия, която астрономите могат да видят на големи разстояния. В някои случаи централната черна дупка на галактиката е изключително голям или активни, дори в относително малки галактики. Материалът, който обикаля черната дупка, може да бъде ускорен навън от нейните струи. Други галактики могат да съдържат квазари - най -енергичните тела във Вселената - в основата си.

Галактиките се класифицират по тяхната форма. Всеки тип има различни характеристики и различна история на еволюция.

Някои, като Млечния път, имат ръце, спираловидно извити около центъра им. Познат като спирални галактики , тези групи съставляват повечето галактики, които астрономите могат да видят. Газът и прахът в спирална галактика обикалят центъра със скорости от стотици мили в секунда, създавайки тяхната форма на въртящо се колело. Някои, известни като „спираловидни спирали“, имат лентова структура в центъра си, образувана от прах и газ, насочени към центъра. Прахът и газът в спирални галактики постоянно подхранват образуването на нови звезди.



Елиптичните галактики нямат спираловидните рамена на своите по -ярки братовчеди. Външният им вид варира от кръгъл до много разтегнат. Елиптичните галактики имат по-малко прах от техните спирални колеги и така процесът на създаване на звезди почти приключи. Повечето от звездите им са по -възрастни. Въпреки че съставляват по -малка част от видимите галактики, астрономите смятат, че над половината галактики във Вселената са елипсовидни.

Останалите 3 % от галактиките във Вселената са известни като неправилни галактики. Те не са нито кръгли, нито могат да се похвалят със спираловидни рамена, а формите им нямат конкретна дефиниция. Гравитацията на други галактики често ги засяга, като ги разтяга или изкривява. Сблъсъци или близки разговори с други галактики също могат да деформират техните форми.

Това изображение на космическия телескоп Хъбъл показва пълната красота на близката спирална галактика M83 в мозайка от много снимки, зашити заедно. Пурпурните и сините означават звездообразуващи региони. Известен също като Южното въртящо се колело, M83 се намира на 15 милиона светлинни години от нас в съзвездието Хидра. Изображението е публикувано през януари 2014 г.

Това изображение на космическия телескоп Хъбъл показва пълната красота на близката спирална галактика M83 в мозайка от много снимки, зашити заедно. Пурпурните и сините означават звездообразуващи региони. Известен също като Южното въртящо се колело, M83 се намира на 15 милиона светлинни години от нас в съзвездието Хидра. Изображението е публикувано през януари 2014 г.(Кредит на изображението: НАСА, ЕКА и екипът за наследство на Хъбъл (STScI/AURA))

При сблъсък на галактики

Галактиките не плуват в пространството изолирани, а са събрани в групи, известни като клъстери. Някои купове са големи и съдържат над хиляда галактики, докато други са много по -малки. Млечният път се намира в клъстера, известен като Локална група, която съдържа само 50 галактики.

Понякога галактиките се блъскат една в друга, сливайки своите звезди и прах. Това е важна стъпка в еволюцията и растежа на много галактики. В края на 2018 г. астрономите пуснаха проучване, което показва две свръхмасивни черни дупки, които се разбиват една в друга в последните етапи на галактическо разбиване, което представлява първият път, в който такъв късен етап на сблъсък на галактика се вижда в действие.

Отделните звезди обикновено не се сблъскват при галактически сблъсък, но притокът на прах и газ увеличава скоростта на образуване на звезди. Млечният път ще се сблъска с галактиката Андромеда след около 5 милиарда години, а сблъсъци са се случвали и в древното му минало; отличителната му изпъкналост може да се е развила след консумация на галактика с форма на колбас. За да не надминаваме, галактиката Андромеда вероятно изяде и един от ранните братя и сестри на Млечния път.

Нововъзникващи изследвания на галактиките

През последните години астрономите проследяват галактики и как тяхната еволюция се формира от тъмната материя, вещество, което не може да бъде усетено с традиционната телескопична технология. Смята се, че тъмната материя и тъмната енергия заедно съставляват по -голямата част от масата и енергията на Вселената, но тяхното съществуване е трудно доказуемо, защото можем да ги видим само чрез въздействието им върху по -конвенционални обекти, като галактики.

През 2017 г. астрономите откриха две огромни галактики от древната Вселена, които са се образували в море от тъмна материя. Изключително големият размер на галактиките кара учените да се замислят дали те постепенно се увеличават с течение на времето или може би е бил отговорен друг процес. Само няколко месеца след това откритие астрономите също откриха група галактики, които обикаляха в синхрон една с друга по модел, който може да се обясни с тъмна материя.

Но през 2018 г. група изследователи оспориха теорията за тъмната материя, когато откриха, че галактика, наречена NGC 1052-DF2, има около 400 пъти по-малко тъмна материя, отколкото моделите биха предвидили за обект с неговия размер, което също може да промени моделите на еволюция на галактиката. Резултатите от проучването обаче са противоречиви и все още се обсъждат.

Периодичните галактически проучвания с все по -напреднали технологии позволиха на учените да идентифицират галактики, които преди това бяха твърде слаби, за да видят и научат повече за еволюцията, размера и формата на галактиката. Например през 2017 г. инструментът Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на много големия телескоп на Европейската южна обсерватория разкри група от 72 галактики, които се криеха на видно място.

През 2018 г. изображение от космическия телескоп Хъбъл успя да се натрупа в около 15 000 галактики, осигурявайки изобилно ловно поле за бъдещи галактически изследвания. И през същата година стотици галактики бяха открити зад свръхенергична черна дупка, която преди това затъмняваше тяхното присъствие.

Допълнителни ресурси:

Тази статия е актуализирана на 4 януари 2019 г. от сътрудника на demokratija.eu Елизабет Хауъл.