Podrijetlo, evolucija i svojstva spiralnih galaksija

Spiralne galaksije su među najljepšim i obilnim tipovi galaksija u kosmosu. Kad umjetnici crtaju galaksije, spirale su ono što prvo vizualiziraju. To je vjerojatno zbog činjenice da je mliječna staza je spirala; kao što je susjedna Andromedina galaksija. Njihovi oblici rezultat su dugih galaktičkih evolucijskih aktivnosti koje astronomi još uvijek pokušavaju razumjeti.

Spiralne galaksije karakteriziraju brkovi koji se spiralno protežu iz središnjeg područja. Podijeljeni su u klase na temelju toga kako su čvrsto ranjene ruke, a najstrože su klasificirane kao Sa, a one s najslabije ranjenim rukama kao Sd.

Neke spiralne galaksije imaju „šipku“ koja prolazi kroz sredinu od koje se protežu spiralne ruke. Te su klasificirane kao zabranjene spirale i slijede isti model podklasifikacije kao "normalne" spiralne galaksije, osim sa oznake SBa - SBd. Naš vlastiti Mliječni put je zabranjena spirala s debelim grebenom zvijezda i plina i prašine koji prolaze kroz središnji jezgra.

Neke galaksije klasificirane su kao S0. To su galaksije za koje je nemoguće utvrditi je li "bar" prisutan.

Mnoge spiralne galaksije imaju ono što je poznato kao galaktička izbočina. Ovo je sferoid nabijen s puno zvijezde a sadrži u sebi a supermasivna crna rupa koji veže ostatak galaksije.

Sa strane, spirale izgledaju kao ravni diskovi s središnjim sferoidima. Vidimo mnogo zvijezda i oblaka plina i prašine. Međutim, oni sadrže i nešto drugo: ogromne haloe od tamna materija. Ta je tajanstvena "stvar" nevidljiva za svaki eksperiment koji je nastojao izravno promatrati. Tamna materija igra ulogu u galaksijama, što se također tek utvrđuje.

Spiralne ruke tih galaksija ispunjene su s puno vrućih, mladih plavih zvijezda i još više plina i prašine (po masi). Zapravo, naše je Sunce neka vrsta čudnosti s obzirom na vrstu kompanije koju drži u ovoj regiji.

Unutar središnje izbočine spiralnih galaksija s labavijim spiralnim krakovima (Sc i Sd) populacija zvijezda je vrlo slična onoj u spiralnim krakovima, mladim vrućim plavim zvijezdama, ali u puno većoj gustoći.

U ugovorima spiralne galaksije s čvršćim rukama (Sa i Sb) imaju uglavnom stare, hladne, crvene zvijezde koje sadrže vrlo malo metala.

I dok se velika većina zvijezda u tim galaksijama nalazi ili unutar ravnine spiralnih krakova ili izbočina, oko galaksije postoji oreolo. Iako ovom regijom dominira tamna tvar, postoje i vrlo stare zvijezde, obično s vrlo niskom metaliklizmom, koje orbitiraju kroz ravninu galaksije u izrazito eliptičnim orbitama.

Do formiranja karakteristika spiralne ruke u galaksijama najviše dolazi zbog gravitacijskog učinka materijala u galaksiji kako valovi prolaze. To čini da se bazeni veće gustoće mase usporavaju i tvore "ruke" dok se galaksija rotira. Kako plin i prašina prolaze kroz te ruke, on se komprimira u obliku novih zvijezda, a ruke se dalje šire u gustoći mase, pojačavajući učinak. Noviji modeli pokušali su uključiti tamnu tvar i ostala svojstva ovih galaksija u složeniju teoriju formiranja.

Druga karakteristična karakteristika spiralnih galaksija je prisutnost supermasivnih crnih rupa na njihovim jezgrama. Nije poznato sadrže li sve spiralne galaksije jedan od tih behemota, ali postoji planina neizravnih dokaza da će ih gotovo sve takve galaksije sadržavati unutar ispupčenja.

Zapravo tamne materije prvo su sugerirale spiralne galaksije. Galaktička rotacija određena je gravitacijskim interakcijama masa prisutnih u galaksiji. No računalne simulacije spiralnih galaksija pokazale su da se brzine rotacije razlikuju od promatranih.

Ili je naše razumijevanje opće relativnosti bilo pogrešno, ili je prisutan drugi izvor mase. Od teorija relativnosti je testiran i provjeren na gotovo svim ljestvicama, dosad je postojao otpor da ga se izazove.

Umjesto toga, znanstvenici su postulirali da postoji još uvijek neviđena čestica koja ne stupa u interakciju s elektromagnetskom silom - i većina vjerojatno ne jaka sila, a možda čak ni slaba sila (iako neki modeli uključuju to svojstvo) - ali ona djeluje uzajamno gravitacijski.

Smatra se da spiralne galaksije održavaju oreol tamne materije; sferni volumen tamne materije koji prožima cijelu regiju u i oko galaksije.

Tamnu materiju tek treba utvrditi izravno, ali postoje neizravni opažajni dokazi za njeno postojanje. Tijekom sljedećih nekoliko desetljeća, novi eksperimenti trebali bi moći rasvijetliti ovu misteriju.

Uredio i ažurirao korisnik Carolyn Collins Petersen.