СПИРАЛНИ ГАЛАКТИКИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДОВЕ - ARTE - 2025

А спирала Galaxy е монументална клъстер от дискообразни звезди с спираловидни издатини, наподобяващи формата на колело. Формата на ръцете варира много, но като цяло един кондензиран център е ясно разграничен, заобиколен от диск, от който извират спиралите.

Почти 60% от галактиките, които са известни в момента, са спирали със следните характерни структури: централна издутина или галактическа издутина, диск, спирални рамена и ореол.

Фигура 1. Галактика на въртящо колело в съзвездието Урса Майор, разположена на 21 милиона светлинни години от Земята. Източник: Wikimedia Commons. ESA / Хъбъл.

Те са галактики с изключителна красота, които могат да бъдат разположени в съзвездия като Еридано. Всички те са закодирани благодарение на работата на астронома Едвин Хъбъл (1889-1953).

характеристики

Две трети от спиралните галактики имат централна лента, представляваща подтип, наречен преградени спирални галактики, за да ги разграничат от прости спирални галактики. Те имат само две спирали, излизащи от бара и навиващи се в същата посока. Нашият Млечен път е пример за преградена спирална галактика, въпреки че не можем да я наблюдаваме от позицията си.

Централната издутина е с червеникав цвят, поради наличието на по-стари звезди. В самото ядро ​​има малко газ и в центъра обикновено се намира черна дупка.

Дискът от своя страна е синкав и богат на газ и прах, с присъствието на млади и по-горещи звезди, които орбитат по почти кръгови пътеки около галактическото ядро, но по-бавно от тези на ядрото.

Що се отнася до спиралите, те се предлагат в голямо разнообразие, като се започне от тези, които се обвиват плътно около централната издутина или ръцете, подредени по-открито върху нея. Те се открояват благодарение на големия брой горещи, сини, млади звезди, които съдържат.

Има няколко теории защо се формират, за които ще говорим по-късно.

И накрая, има сферичен ореол, който обгражда целия диск, беден на газ и прах, в който най-старите звезди са групирани в кълбовидни звездни клъстери, огромни струпвания с хиляди и дори милиони звезди, които се движат с висока скорост.

Видове спирални галактики

За класифициране на галактиките според тяхната морфология (външен вид, видян от Земята) се използва настройката на вилицата, създадена от Едвин Хъбъл през 1936 г. Тази класификация е модифицирана по-късно от други астрономи, като добавя подтипове и числа към оригиналната нотация.

По този начин Хъбъл кодира галактиките: E за елиптични галактики, SO за галактики с форма на леща и S за спирали.

Още две категории бяха добавени по-късно, за да включват спираловидни галактики с прегради на SB и галактики, чиято форма не следва модел и са неправилни: Irr. Около 90% от всички наблюдавани галактики са елиптични или спирални. Само 10% са в категорията Irr.

Фигура 2. Диаграма на настройките на виличните галактики. Източник: Wikimedia Commons. Оригиналният качител беше Cosmo0 от английската Уикипедия. (Оригинален текст: Няма даден).

Хъбъл вярваше, че галактиките започват живота си като сферични структури от типа Е0 и след това развиват оръжия и се превръщат в спирални галактики, които в крайна сметка ще бъдат неправилни.

Доказано е обаче, че това не е така. Елиптичните галактики имат много по-бавно въртеливо движение, което няма да доведе до изравняване и генериране на спирали.

Върху рамената на настройката на Хъбъл са спиралните галактики: S за нормални спирали и SB за преградени спирали. Малките букви означават подтипове: "a" означава, че намотките са плътно затворени около ядрото, докато "c" се използва, когато са по-свободни. Също така пропорцията на газ се увеличава съответно.

Млечният път е от типа SBb, със Слънцето в едно от спиралните рамена: ръката на Орион, наречена така, защото съдържа и звездите на това съзвездие, едно от най-поразителните, наблюдавани от Земята.

Теории за произхода на спиралите

Произходът на спиралните рамена все още не е известен със сигурност, но има няколко теории, които се опитват да ги обяснят. Като начало астрономите скоро забелязаха, че различни структури в спирална галактика се въртят с различна скорост. Това е известно като диференциално въртене и е характерно за тези видове галактики.

Вътрешността на диска от спирални галактики се върти много по-бързо от екстериора, докато ореолът не се върти. Поради тази причина в началото се смяташе, че това е причината за появата на спиралите и не само това, това е и доказателство за съществуването на тъмна материя.

Ако обаче това е така, спиралите биха били краткотрайни (в астрономически план разбира се), защото в крайна сметка биха се увили около себе си и изчезват.

Вълни на плътност и саморазпространение на звездите

По-приета теория за обяснение на съществуването на спирали е тази на вълните с плътност. Тази теория, създадена от шведския астроном Бертил Линдблад (1895-1965), постулати, че материята изпитва вариации в концентрацията си, които подобно на звука могат да се разпространяват в галактическата среда.

По този начин се създават области с по-голяма концентрация, като спирали и други с по-малко, какви биха били пространствата помежду им. Но тези области имат ограничена продължителност, така че ръцете могат да се движат, въпреки че формата им се запазва във времето.

Това обяснява защо спиралите са много активни региони по отношение на звездното производство. Там газът и прахът са по-концентрирани, така че гравитацията се намесва, така че материята се струпва заедно и образува протостари, което ще породи млади и масивни звезди.

Другата теория, която се стреми да обясни спиралите, е тази на саморазпространението. Известно е, че масивните сини звезди в спиралните рамена са краткотрайни по-хладни, по-червени звезди в сърцевината.

Първите обикновено завършват живота си при гигантски експлозии на свръхнови, но материалът може да бъде рециклиран в нови звезди на същото място като предишните: спиралните рамена.

Това би обяснило упоритостта на оръжията, но не и произхода им. Поради тази причина астрономите вярват по-скоро, че те се дължат на комбинация от фактори: едно и също диференциално въртене, съществуване на вълни на плътност, саморазпространение на звезди и взаимодействия, претърпени с други галактики.

Всички тези обстоятелства заедно пораждат различни видове спираловидни рамена: тънки и ясно очертани или дебели и слабо дефинирани.

Разлики с елиптични галактики

Най-очевидната разлика е, че звездите в елиптичните галактики са разпределени по-равномерно, отколкото в спиралите. При тях те изглеждат концентрирани в червеникавия диск и разпръснати по спиралните рамена, синкави на цвят, докато разпределението в елиптичните галактики е овално.

Друга отличителна черта е наличието или отсъствието на междузвезден газ и прах. В елиптичните галактики по-голямата част от материята се е превърнала в звезди отдавна, така че имат малко газ и прах.

От своя страна, спиралните галактики имат области, където газът и прахът, които пораждат нови звезди, са в изобилие.

Следващата забележителна разлика е вида на звездите. Астрономите разграничават две звездни популации: население I младо и население II, по-стари звезди. Елиптичните галактики съдържат звезди от популация II и няколко елемента по-тежки от хелий.

За разлика от тях спиралните галактики съдържат популации I и II. В диска и оръжията преобладава популацията, по-млада и с висока металичност. Това означава, че те съдържат тежки елементи, останки от вече изчезнали звезди, докато в ореола са най-старите звезди.

Ето защо звездите продължават да се образуват в спирални галактики, докато в елиптични галактики не. И е, че елиптичните галактики вероятно са резултат от сблъсъци между спирални и неправилни галактики, по време на които изчезва по-голямата част от космическия прах, а с него и възможността за създаване на нови звезди.

Тези сблъсъци между галактики са чести събития, всъщност се смята, че Млечният път е в сблъсък с малки спътникови галактики: елиптичната галактика-джудже Стрелец SagDEG и джуджето галактика Canis Major.

Таблица за сравнение

Разлики между елиптични и спирални галактики. Източник: Фани Сапата.

Примери за спирални галактики

Спирални галактики изобилстват във Вселената. Погледнати от Земята, те са обекти с изключителна красота поради различните си форми. Например в съзвездието Еридано има пет спирални галактики от различен тип, включително три преградени. Един от тях е NGC 1300, показан по-долу.

Фигура 3. Преградена спирална галактика NGC 1300 в Еридано. Кевин Гил от Лос Анджелис, Калифорния, САЩ

Млечният път

Това е галактиката, която помещава Слънчевата система в едно от спиралните си рамена. Той съдържа между 100 и 400 милиарда звезди с прогнозен размер между 150 - 200 хиляди светлинни години. Той е част от т. Нар. Местна група галактики, заедно с Андромеда и около 50 други галактики, почти всички джуджета.

Андромеда

Известен също като M31, той се намира в съзвездието Андромеда, близо до това на Касиопея с разпознаваемата си форма W. Може да се види с просто око или с добър бинокъл в ясни безлунни нощи.

Въпреки че вече се появява в записите на древните арабски астрономи, не е известно, че е била галактика до началото на 20 век, благодарение на наблюденията на Едвин Хъбъл.

Фигура 4. Галактиката Андромеда. Източник: Pixabay

Той е на около 2,5 милиона светлинни години и е с размерите на Млечния път, въпреки че се смята, че е малко по-масивен. Скорошните оценки обаче показват, че неговата маса е сравнима с тази на нашата собствена галактика.

Андромеда се приближава към нас с голяма скорост, така че се очаква след около 4,5 милиарда години да се сблъска с Млечния път, пораждайки гигантска елиптична галактика.

Галактика във водовъртеж

Появява се в каталога на Messier като обект M51 и е открит от самия Чарлз Месие през 1773 г. Открит е в съзвездието Canes Venatici в бореалното небе, близо до Bootes и Leo, откъдето може да се види с бинокъл.

Този величествен астрономически обект има типичната форма на спирална галактика и е на приблизително разстояние между 16 и 27 милиона светлинни години. Той има придружаваща галактика, ясно видима в телескопни изображения: галактиката NGC 5195.

Фигура 5. Галактика във водовъртеж и неговата сателитна галактика. Източник: Wikimedia Commons. НАСА, ESA, S. Beckwith (STScI) и екипът за наследство на Хъбъл STScI / AURA)

Препратки

1. Карол, Б. Въведение в съвременната астрофизика. 2-ри. Edition. Пиърсън.
2. Херас, А. Въведение Астрономия и астрофизика. Възстановено от: antonioheras.com.
3. Остер, Л. 1984. Модерна астрономия. Редакционно реверте.
4. Wikipedia. Образуване и еволюция на галактиките. Възстановено от: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Спирални галактики. Възстановено от: en.wikipedia.org.