กาแล็กซี่: ลักษณะส่วนประกอบประเภทการก่อตัว - ARTE - 2024

กาแลคซีเป็นชุมนุมของวัตถุทางดาราศาสตร์และเรื่องเช่นก๊าซและฝุ่นละอองเมฆพันล้านดาวเนบิวลาดาวเคราะห์ดาวเคราะห์น้อยดาวหางหลุมดำและแม้กระทั่งจำนวนมากของสสารมืดขอบคุณทุกโครงสร้างเพื่อแรงโน้มถ่วงที่

ระบบสุริยะของเราเป็นส่วนหนึ่งของดาราจักรชนิดก้นหอยขนาดใหญ่ที่เรียกว่าทางช้างเผือก ชื่อนี้มาจากภาษากรีกสามารถแปลได้ว่า "ทางเดินน้ำนม" เนื่องจากความคล้ายคลึงกับแถบที่มีแสงสลัวพาดผ่านทรงกลมท้องฟ้า

รูปที่ 1 ดาราจักรแม่ลูกอ่อนที่สวยงามที่เรียกว่า Sombrero Galaxy M104 ในกลุ่มดาวราศีกันย์ซึ่งอยู่ห่างออกไป 29.35 ล้านปีแสงซึ่งมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล ที่มา: Wikimedia Commons

ในคืนฤดูร้อนที่ชัดเจนสามารถสังเกตได้เป็นอย่างดีระหว่างกลุ่มดาวราศีพิจิกและราศีธนูเนื่องจากในทิศทางนั้นคือนิวเคลียสและความหนาแน่นของดาวจะสูงกว่ามาก

ประวัติการค้นพบกาแลคซี

นักคิดและนักคณิตศาสตร์ชาวกรีกผู้ยิ่งใหญ่ Democritus of Abdera (460-370 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นคนแรกที่แนะนำ - ในสมัยของเขาไม่มีกล้องโทรทรรศน์ - จริง ๆ แล้วทางช้างเผือกประกอบด้วยดาวหลายพันดวงที่ห่างกันมากจนไม่สามารถแยกแยะได้ อื่น ๆ

ใช้เวลาสักพักก่อนที่กาลิเลโอ (1564-1642) จะเห็นด้วยกับเขาเมื่อชี้กล้องโทรทรรศน์ของเขาเขาพบว่ามีดวงดาวบนท้องฟ้ามากกว่าที่เขาจะนับได้

Galileo Galilei - ที่มา: Domenico Tintoretto

อิมมานูเอลคานท์ (Immanuel Kant) นักปรัชญาชาวเยอรมัน (1724-1804) ซึ่งคาดเดาว่าทางช้างเผือกประกอบด้วยระบบสุริยะอื่น ๆ หลายพันระบบและทั้งดวงมีรูปร่างเป็นวงรีและหมุนเป็นจังหวะรอบศูนย์กลาง

นอกจากนี้เขายังแนะนำว่ามีดวงดาวและดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ อยู่เช่นทางช้างเผือกและเรียกพวกมันว่าเกาะจักรวาล จักรวาลของเกาะเหล่านี้จะมองเห็นได้จากโลกเป็นจุดเล็ก ๆ และมีแสงจาง ๆ

20 ปีต่อมาในปีพ. ศ. 2317 แคตตาล็อก Messier ปรากฏขึ้นซึ่งเป็นการรวบรวมวัตถุในห้วงอวกาศ 103 ชิ้นที่มองเห็นได้จนถึงปัจจุบันและสร้างโดยนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Charles Messier (1730-1817)

ในจำนวนนี้มีผู้สมัครชิงตำแหน่งเกาะเอกภพซึ่งรู้จักกันในชื่อเนบิวลา เนบิวลา M31 เป็นหนึ่งในนั้นซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อดาราจักรแอนโดรเมดาที่อยู่ใกล้เคียง

วิลเลียมเฮอร์เชล (ค.ศ. 1738-1822) จะขยายรายชื่อวัตถุในห้วงอวกาศเป็น 2,500 รายการและอธิบายรูปร่างของทางช้างเผือกเป็นครั้งแรก อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าเนบิวลาบางชนิดเช่น M31 เป็นกลุ่มดาวขนาดใหญ่ที่คล้ายกับทางช้างเผือก

จำเป็นต้องมีกล้องโทรทรรศน์ที่มีความละเอียดเพียงพอและสามารถซื้อได้ในปี 2447 เมื่อกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่หอดูดาว Mount Wilson ในแคลิฟอร์เนียสร้างขึ้นด้วยกระจกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 นิ้ว จนกระทั่งถึงเวลานั้นขนาดของเอกภพก็ปรากฏชัดเนื่องจากทางช้างเผือกที่กว้างใหญ่อยู่แล้วเป็นเพียงกาแล็กซีเดียวท่ามกลางกลุ่มก้อนจำนวนนับไม่ถ้วนของพวกมัน

ในปีพ. ศ. 2467 เอ็ดวินฮับเบิล (พ.ศ. 2432-2496) สามารถวัดระยะทางไปยังหนึ่งในเนบิวลาก้นหอยเหล่านี้โดยสังเกตเห็นดาวที่มีลักษณะคล้ายเซเฟอิดในวัตถุ M31 ซึ่งเป็นเนบิวลารูปเกลียวที่น่าทึ่งที่สุดที่เรียกว่าแอนโดรเมดา

Cepheids เป็นดาวที่เปลี่ยนความสว่างเป็นระยะและเป็นสัดส่วนกับช่วงเวลา คนที่สว่างกว่ามีระยะเวลานานกว่า

ในตอนนั้น Harold Shapley (1885-1972) ได้ประมาณขนาดของทางช้างเผือก แต่มีขนาดใหญ่มากจนเขาเชื่อว่าเนบิวลาแอนโดรเมดาอยู่ภายในทางช้างเผือก

อย่างไรก็ตามฮับเบิลระบุว่าระยะทางไปยัง Andromeda Cepheids นั้นมากกว่าขนาดของทางช้างเผือกมากดังนั้นจึงไม่สามารถพบได้ภายใน แอนโดรเมดาเช่นเดียวกับทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีที่อยู่ในสิทธิ์ของมันเองแม้ว่าจะยังคงเรียกว่า "เนบิวลานอกโลก" เป็นเวลานาน

ลักษณะทั่วไป

กาแลคซีมีรูปร่างและดังที่เราจะเห็นในภายหลังสามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์นี้ นอกจากนี้ยังมีมวลและไม่ใช่เอนทิตีที่คงที่เลยเนื่องจากมีการเคลื่อนไหว

มีกาแลคซีขนาดยักษ์และสว่างมากเช่นทางช้างเผือกและแอนโดรเมดาและยังมีกาแลคซีที่เรียกว่า "ดาวแคระ" ซึ่งมีความสว่างน้อยกว่าถึงหนึ่งพันเท่า เพื่อให้คุ้นเคยกับขนาดควรทราบหน่วยการวัดบางหน่วยที่ใช้ในดาราศาสตร์ อันดับแรกเรามีปีแสง

ปีแสงเป็นหน่วยของระยะทางเท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี เนื่องจากความเร็วแสง 300,000 กม. / วินาทีคูณด้วยจำนวนวินาทีใน 365 วันผลลัพธ์จะอยู่ที่ประมาณ 9 และครึ่งพันล้านกิโลเมตร

เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงโลกคือ 8.5 นาทีแสงประมาณ 150 ล้านกิโลเมตรซึ่งเทียบเท่ากับ AU หรือหน่วยดาราศาสตร์หนึ่งหน่วยโดยประมาณซึ่งมีประโยชน์ในการวัดภายในระบบสุริยะ ดาวดวงถัดไปที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดคือ Proxima Centauri ที่ 4.2 ปีแสง

AU ก่อให้เกิดหน่วยอื่นที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย: พาร์เซกหรือพารัลแลกซ์ของอาร์กวินาที จุดนั้นอยู่ที่ระยะห่างของพาร์เซกหมายความว่าพารัลแลกซ์มีค่าเท่ากับ 1 อาร์กวินาทีระหว่างโลกและดวงอาทิตย์รูปต่อไปนี้อธิบายให้ชัดเจน:

รูปที่ 2. โครงร่างเพื่อกำหนดพาร์เซก ที่มา: Wikimedia Commons เคส 47 (?)

ขนาดการเคลื่อนไหวและองค์ประกอบทางเคมี

ขนาดของกาแลคซีมีความแตกต่างกันอย่างมากตั้งแต่ขนาดเล็กจนแทบจะไม่มีดาวเป็นพันดวงไปจนถึงดาราจักรทรงรีขนาดยักษ์ซึ่งเราจะพูดถึงในรายละเอียดในภายหลัง

ดังนั้นเราจึงมีทางช้างเผือกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสงเป็นดาราจักรขนาดใหญ่ แต่ไม่ใหญ่ที่สุด NGC 6872 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 520,000 ปีแสงประมาณ 5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของทางช้างเผือกและเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่ทราบมาจนถึงปัจจุบัน

กาแล็กซีไม่หยุดนิ่ง โดยทั่วไปแล้วดวงดาวและเมฆของก๊าซและฝุ่นมีการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบศูนย์กลาง แต่ไม่ใช่ทุกส่วนของกาแลคซีที่หมุนด้วยความเร็วเท่ากัน ดาวที่อยู่ตรงกลางหมุนเร็วกว่าดาววงนอกในสิ่งที่เรียกว่าการหมุนแบบดิฟเฟอเรนเชียล

เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในจักรวาลคือไฮโดรเจนและฮีเลียม ภายในดวงดาวเช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันองค์ประกอบที่หนักที่สุดที่เรารู้จักถูกสร้างขึ้นจากตารางธาตุ

สีและความส่องสว่างของกาแลคซีเปลี่ยนไปตามกาลเวลา กาแลคซีที่มีอายุน้อยจะมีสีฟ้าและสว่างกว่ากาแลคซีที่มีอายุมาก

กาแล็กซีรูปวงรีมีแนวโน้มที่จะเป็นสีแดงโดยมีดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าจำนวนมากในขณะที่กาแลคซีที่มีรูปร่างผิดปกติจะเป็นสีฟ้าที่สุด ในดาราจักรรูปก้นหอยสีน้ำเงินจะกระจุกตัวเข้าหาศูนย์กลางและสีแดงไปทางด้านนอก

ส่วนประกอบของกาแลคซี

เมื่อสังเกตดูกาแลคซีสามารถระบุโครงสร้างดังต่อไปนี้ซึ่งมีอยู่ในทางช้างเผือกซึ่งถูกนำมาเป็นแบบจำลองเนื่องจากเป็นการศึกษาที่ดีที่สุด:

ดิสโก้และรัศมี

โครงสร้างพื้นฐานสองประการของกาแลคซีของเราคือดิสก์และรัศมี ดิสก์อยู่ในระนาบกลางที่กาแล็กซี่กำหนดและมีก๊าซระหว่างดวงดาวจำนวนมากที่ก่อให้เกิดดาวดวงใหม่ นอกจากนี้ยังมีดาวเก่าและกระจุกดาวเปิดซึ่งเป็นกลุ่มดาวที่มีโครงสร้างไม่ดี

ควรสังเกตว่าไม่ใช่กาแล็กซีทั้งหมดที่มีอัตราการสร้างดาวเท่ากัน เชื่อกันว่าดาราจักรรูปไข่มีอัตราที่ต่ำกว่ามากซึ่งแตกต่างจากสไปรัล

ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ในดิสก์กาแลกติกของทางช้างเผือกบนระนาบสมมาตรและเช่นเดียวกับดวงดาวทั้งหมดในดิสก์โดยโคจรรอบกาแลคซีตามเส้นทางวงกลมโดยประมาณและตั้งฉากกับแกนการหมุนของกาแลคซี ใช้เวลาประมาณ 250 ล้านปีในการโคจรครบหนึ่งรอบ

รัศมีครอบคลุมดาราจักรที่มีปริมาตรทรงกลมหนาแน่นน้อยกว่าเนื่องจากเป็นบริเวณที่มีฝุ่นและก๊าซน้อยกว่ามาก ประกอบด้วยกระจุกดาวทรงกลมดาวที่จัดกลุ่มตามการกระทำของแรงโน้มถ่วงและมีอายุมากกว่าดิสก์ดาวแต่ละดวงและสิ่งที่เรียกว่าสสารมืด

สสารมืดเป็นสสารประเภทหนึ่งที่ไม่ทราบธรรมชาติ เนื่องจากชื่อของมันไม่ได้ปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาและมีการเสนอให้มีการดำรงอยู่ของมันเพื่ออธิบายความจริงที่ว่าดวงดาวภายนอกเคลื่อนที่เร็วกว่าที่คาดไว้

ความเร็วที่ดาวเคลื่อนที่เทียบกับศูนย์กลางของกาแลคซีนั้นขึ้นอยู่กับการกระจายของสสารเนื่องจากเป็นแรงดึงดูดเนื่องจากดาวยังคงอยู่ในวงโคจร ความเร็วที่เร็วขึ้นหมายถึงมีสสารที่มองไม่เห็นมากขึ้น: สสารมืด

หลอดไฟนิวเคลียสของกาแลกติกและแท่ง

นอกเหนือจากดิสก์และรัศมีแล้วในกาแลคซียังมีส่วนนูนส่วนกระพุ้งกลางหรือนิวเคลียสของกาแลคซีซึ่งมีความหนาแน่นของดาวมากกว่าดังนั้นจึงมีการส่องสว่างมาก

รูปร่างของมันมีลักษณะเป็นทรงกลมโดยประมาณ - แม้ว่าทางช้างเผือกจะคล้ายถั่วลิสงมากกว่า - และใจกลางของมันคือนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยหลุมดำซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่ดูเหมือนจะมีอยู่ทั่วไปในหลายกาแลคซีโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน เกลียว

วัตถุที่อยู่ใกล้นิวเคลียสหมุนตามที่เราได้กล่าวไปแล้วเร็วกว่าวัตถุที่อยู่ไกลออกไปมาก มีความเร็วเป็นสัดส่วนกับระยะทางไปยังศูนย์กลาง

ดาราจักรชนิดก้นหอยบางแห่งเช่นเดียวกับเรามีแท่งโครงสร้างที่พาดผ่านศูนย์กลางและแขนเกลียวโผล่ออกมา มีมากกว่ากาแลคซีแบบเกลียวที่ไม่มีการปิดกั้น

เชื่อกันว่าแท่งช่วยให้การขนส่งสสารจากปลายไปยังกระเปาะทำให้หนาขึ้นโดยการส่งเสริมการก่อตัวของดาวในนิวเคลียส

รูปที่ 3. ส่วนประกอบของทางช้างเผือก ดวงอาทิตย์อยู่ในแขนข้างหนึ่งและมีการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบศูนย์กลางของกาแลคซีเช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ในแนวตั้ง ที่มา: Wikimedia Commons

ประเภทของกาแลคซี

สิ่งแรกที่ชื่นชมเมื่อสังเกตกาแลคซีผ่านกล้องโทรทรรศน์คือรูปร่างของมัน ตัวอย่างเช่นกาแล็กซีแอนโดรเมดาขนาดใหญ่มีรูปทรงเป็นรูปทรงกลมในขณะที่ NGC 147 ที่เป็นคู่กันเป็นรูปไข่

ระบบการจำแนกกาแลคซีขึ้นอยู่กับรูปร่างที่พวกมันมีและใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันคือส้อมเสียงหรือลำดับของฮับเบิลซึ่งสร้างขึ้นเมื่อปีพ. ศ. 2469 โดยเอ็ดวินฮับเบิลและต่อมาได้รับการแก้ไขโดยตัวเขาเองและนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ เมื่อมีข้อมูลใหม่ปรากฏขึ้น

ฮับเบิลออกแบบโครงร่างด้วยความเชื่อที่ว่ามันเป็นตัวแทนของวิวัฒนาการกาแลคซีชนิดหนึ่ง แต่ในปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าไม่เป็นเช่นนั้น ตัวอักษรใช้ในลำดับเพื่อกำหนดกาแลคซี: E สำหรับดาราจักรรูปไข่, S สำหรับดาราจักรชนิดก้นหอยและ Irr สำหรับดาราจักรที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ

รูปที่ 4. ส้อมเสียงของฮับเบิล ที่มา: Wikimedia Commons

ดาราจักรรูปไข่

ทางด้านซ้ายที่คอของส้อมเสียงคือกาแลคซีทรงรีที่แสดงด้วยตัวอักษร E ดาวที่ประกอบขึ้นมาจะกระจายในลักษณะที่สม่ำเสมอไม่มากก็น้อย

ตัวเลขที่มาพร้อมกับตัวอักษรระบุว่ากาแล็กซีทรงรีเป็นอย่างไร - ทรงกลม - เริ่มต้นด้วย E0 ซึ่งเป็นทรงกลมที่สุดถึง E7 ซึ่งแบนที่สุด ไม่พบกาแลคซีที่มีความเป็นวงรีมากกว่า 7 แสดงพารามิเตอร์นี้ว่าє:

Є = 1 - (β / ɑ)

โดยมีαและβเป็นแกนหลักและกึ่งรองที่ชัดเจนตามลำดับของวงรี อย่างไรก็ตามข้อมูลนี้เป็นข้อมูลสัมพัทธ์เนื่องจากเรามีมุมมองจากโลกเท่านั้น ตัวอย่างเช่นไม่สามารถทราบได้ว่าดาราจักรที่แสดงอยู่ที่ขอบเป็นรูปไข่รูปดาวหรือเกลียว

ดาราจักรรูปไข่ขนาดยักษ์เป็นหนึ่งในวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการสังเกตแม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่าดาราจักรรูปไข่แคระ แต่ก็มีมากมายกว่า

รูปที่ 5. ดาราจักรรูปไข่ NGC 1316 ในกลุ่มดาวฟอร์แนกซ์ซึ่งรวมเข้ากับดาราจักรขนาดเล็กอีกดวงหนึ่ง ที่มา: เครดิตรูปภาพ: NASA / JPL-Caltech / CTIO

กาแล็กซีแม่และเด็กแบบเกลียว

กาแล็กซีแม่และเด็กมีลักษณะเป็นแผ่นดิสก์ไม่มีแขนเกลียว แต่สามารถกันได้ ระบบการตั้งชื่อของพวกเขาคือ S0 หรือ SB0 และอยู่ตรงทางแยกของรูป ขึ้นอยู่กับปริมาณฝุ่น (โซนดูดซับสูง) บนแผ่นดิสก์ของคุณพวกมันจะแบ่งย่อยเป็น S01, SB01 ถึง S03 และ SB03

กาแลคซี S เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยที่เหมาะสมในขณะที่ SB เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยเนื่องจากแกนหมุนดูเหมือนจะยื่นออกมาจากแท่งผ่านกระพุ้งกลาง ดาราจักรส่วนใหญ่มีรูปร่างเช่นนี้

กาแลคซีทั้งสองชั้นมีความแตกต่างกันตามระดับความง่ายของแขนก้นหอยและมีเครื่องหมายตัวพิมพ์เล็ก สิ่งเหล่านี้พิจารณาจากการเปรียบเทียบขนาดของส่วนนูนที่ใหญ่ที่สุดกับความยาวของแผ่นดิสก์: แผ่นดิสก์ L bulge / L

รูปที่ 6 ดาราจักรชนิดก้นหอยที่สวยงามของแอนโดรเมดาในกลุ่มดาวแคสซิโอเปีย ที่มา: รูปภาพ Wikimedia Commons จาก NASA)

ตัวอย่างเช่นถ้าผลหารนี้คือ≈ 0.3 กาแลคซีจะแสดงเป็น Sa หากเป็นเกลียวธรรมดาหรือ SBa หากถูกกันออกไป ในสิ่งเหล่านี้เกลียวดูเหมือนจะแน่นกว่าและความเข้มข้นของดาวในอ้อมแขนมีความเปราะบางมากขึ้น

เมื่อลำดับต่อไปทางขวาเกลียวจะปรากฏขึ้นอย่างหลวม ๆ อัตราส่วนนูน / ดิสก์สำหรับกาแลคซีเหล่านี้คือ: L bulge / L disk ≈ 0.05

หากกาแล็กซีมีลักษณะระดับกลางสามารถเพิ่มอักษรตัวพิมพ์เล็กได้ไม่เกินสองตัว ตัวอย่างเช่นทางช้างเผือกถูกจัดประเภทโดย SBbc

กาแลคซีที่ไม่สม่ำเสมอ

เหล่านี้เป็นดาราจักรที่มีรูปร่างไม่ตรงกับรูปแบบใด ๆ ที่อธิบายไว้ข้างต้น

ฮับเบิลเองแบ่งพวกเขาออกเป็นสองกลุ่ม: Irr I และ Irr II ซึ่งในอดีตมีการจัดระเบียบมากกว่ากลุ่มหลังเพียงเล็กน้อยเนื่องจากมีบางอย่างที่ชวนให้นึกถึงรูปร่างของแขนเกลียว

เราสามารถพูดได้ว่ากาแลคซี Irr II เป็นรูปสัณฐานและไม่มีโครงสร้างภายในที่จดจำได้ ทั้ง Irr I และ Irr II มักมีขนาดเล็กกว่าดาราจักรรูปไข่หรือดาราจักรชนิดก้นหอย ผู้เขียนบางคนชอบที่จะเรียกพวกมันว่าเป็นดาราจักรแคระ ในบรรดากาแลคซีที่ไม่สม่ำเสมอที่รู้จักกันดี ได้แก่ เมฆแมกเจลแลนที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งจัดเป็น Irr I

รูปที่ 7 ดาราจักรที่ไม่สม่ำเสมอ NGC 5408 ซึ่งค้นพบในกลุ่มดาวเซนทอรัสโดยจอห์นเฮอร์เชลในปี พ.ศ. 2377 ในตอนแรกเชื่อว่าเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ ที่มา: Wikimedia Commons

หลังจากการตีพิมพ์ลำดับฮับเบิลนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Gerard de Vaucouleurs (1918-1995) แนะนำให้ลบระบบการตั้งชื่อ Irr I และ Irr II และเรียก Irr I ซึ่งมีแขนเกลียวบางส่วนเป็นดาราจักร Sd - SBd Sm - SBm หรือ Im ("m" มีไว้สำหรับดาราจักรแมกเจลแลน)

ในที่สุดกาแลคซีที่มีรูปร่างผิดปกติอย่างแท้จริงและไม่มีร่องรอยของเกลียวเรียกง่ายๆว่า Go ด้วยเหตุนี้การจำแนกประเภทสมัยใหม่จึงยังคงเป็นเช่นนี้:

ดาราจักรก่อตัวได้อย่างไร?

การก่อตัวของกาแล็กซี่เป็นหัวข้อสนทนาในปัจจุบัน นักจักรวาลวิทยาเชื่อว่าเอกภพในยุคแรกค่อนข้างมืดเต็มไปด้วยเมฆก๊าซและสสารมืด นี่เป็นเพราะทฤษฎีที่ว่าดาวดวงแรกก่อตัวขึ้นภายในไม่กี่ร้อยล้านปีหลังจากบิ๊กแบง

เมื่อวางกลไกการผลิตที่เป็นตัวเอกแล้วปรากฎว่ามีอัตราการเพิ่มขึ้นและลดลง และเนื่องจากดาวฤกษ์เป็นสิ่งที่ประกอบกันเป็นกาแลคซีจึงมีกลไกต่างๆที่นำไปสู่การก่อตัวของกาแลคซี

แรงดึงดูดของโลกคือแรงในยุคดึกดำบรรพ์ที่กำหนดให้เกิดการเคลื่อนที่ของวัตถุจักรวาล การสะสมสสารเล็กน้อยในบางจุดดึงดูดสสารได้มากขึ้นและเริ่มสะสม

เชื่อกันว่าทางช้างเผือกได้เริ่มต้นด้วยวิธีนี้: การสะสมของสสารขนาดเล็กที่ก่อให้เกิดกระจุกดาวทรงกลมในที่สุดซึ่งเป็นดาวที่เก่าแก่ที่สุดในกาแลคซี

การหมุนมีอยู่โดยธรรมชาติในการสะสมของมวลที่เกิดขึ้นตามช่วงเวลาเริ่มต้นของการก่อตัวของดาว และด้วยการหมุนโมเมนตัมเชิงมุมจะถูกสร้างขึ้นซึ่งการอนุรักษ์ทำให้เกิดการยุบตัวของมวลทรงกลมซึ่งเปลี่ยนเป็นดิสก์แบน

กาแล็กซีสามารถเพิ่มขนาดได้โดยการรวมเข้ากับกาแล็กซีอื่นที่มีขนาดเล็กกว่า เชื่อกันว่าเป็นกรณีนี้กับทางช้างเผือกและเมฆแมกเจลแลนเพื่อนบ้านที่มีขนาดเล็กกว่า

การควบรวมกิจการอีกครั้งที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในอนาคตอันไกลโพ้นคือการชนกับแอนโดรเมดาซึ่งแตกต่างจากกาแลคซีส่วนใหญ่กำลังใกล้เข้ามาหาเรา ปัจจุบันแอนโดรเมดาอยู่ห่างออกไป 2.2 ล้านปีแสง

ในจักรวาลมีกี่กาแลคซี?

แม้ว่าพื้นที่ส่วนใหญ่จะว่างเปล่า แต่ก็มีกาแลคซีหลายล้านแห่งหรืออาจถึง 100 ล้านล้านแห่งโดยประมาณ อื่น ๆ ประมาณ 2 ล้านล้านกาแลคซี จักรวาลส่วนใหญ่ยังคงไม่มีการสำรวจและไม่มีคำตอบที่แน่นอนสำหรับคำถามนี้

ในเวลาเพียง 12 วันกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลพบกาแลคซี 10,000 แห่งในรูปแบบที่แตกต่างกันมากที่สุด ไม่ทราบจำนวนกาแลคซีทั้งหมดที่แท้จริงในจักรวาล เมื่อสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์จำเป็นต้องเน้นว่าคุณกำลังไปไกลกว่านั้นไม่เพียง แต่ในระยะไกล แต่ยังทันเวลาด้วย

แสงแดดที่เราเห็นใช้เวลาไปถึง 8.5 นาทีถึงเรา มุมมองของ Andromeda ที่เราสังเกตได้ด้วยกล้องสองตาคือเมื่อ 2.2 ล้านปีก่อน นั่นคือเหตุผลที่สิ่งที่เราเห็นจากโลกอยู่ในช่วงของจักรวาลที่สังเกตได้ ตอนนี้ไม่มีทางที่จะเห็นสิ่งที่อยู่นอกเหนือไปจากนี้

วิธีหนึ่งในการประมาณจำนวนกาแลคซีในเอกภพที่สังเกตได้คือการถ่ายภาพสนามที่ลึกมากจากฮับเบิลหรือ XDF ซึ่งแสดงถึงพื้นที่เล็ก ๆ ของทรงกลมท้องฟ้า

ในการถ่ายภาพดังกล่าวมีกาแลคซี 5500 แห่งอยู่ห่างออกไป 13.2 พันล้านปีแสง ด้วยการคูณค่านี้ด้วยจำนวน XDF สำหรับทรงกลมท้องฟ้าทั้งหมดพวกเขาประมาณได้ถึง 100,000 ล้านกาแลคซีที่กล่าวถึง

ทุกสิ่งบ่งชี้ว่าในสมัยก่อนมีกาแลคซีมากกว่าที่มีอยู่ในปัจจุบัน แต่มีขนาดเล็กกว่าสีน้ำเงินและมีรูปร่างผิดปกติมากกว่าดาราจักรชนิดก้นหอยที่เราเห็นในปัจจุบัน

ตัวอย่างของกาแลคซี

แม้จะมีขนาดใหญ่โต แต่กาแลคซีก็ไม่ได้อยู่อย่างโดดเดี่ยว แต่จะรวมกลุ่มกันเป็นโครงสร้างตามลำดับชั้น

ทางช้างเผือกเป็นของกลุ่มท้องถิ่นซึ่งสมาชิกทั้งหมดประมาณ 54 คนอยู่ในระยะทางไม่เกิน 1 เมกะพาร์เซก จากนั้นความหนาแน่นของกาแลคซีจะลดลงจนกว่าจะมีคลัสเตอร์อื่นที่คล้ายกับ Local Group ปรากฏขึ้น

ในบรรดากาแลคซีที่มีความหลากหลายมากมายที่ค้นพบนั้นควรค่าแก่การเน้นตัวอย่างที่น่าแปลกใจสำหรับลักษณะเฉพาะของมัน:

ดาราจักรรูปไข่ขนาดยักษ์

ดาราจักรที่ใหญ่ที่สุดที่พบจนถึงตอนนี้อยู่ที่ใจกลางกระจุกดาราจักร พวกมันเป็นดาราจักรรูปไข่ขนาดใหญ่ซึ่งแรงโน้มถ่วงดึงดาราจักรอื่นเข้ามากลืนกินพวกมัน ในกาแลคซีเหล่านี้อัตราการก่อตัวของดาวฤกษ์ต่ำมากดังนั้นเพื่อให้เติบโตขึ้นเรื่อย ๆ พวกมันดักจับคนอื่น ๆ

ดาราจักรที่ใช้งานอยู่

กาแล็กซีที่ใช้งานอยู่ซึ่งแตกต่างจากกาแล็กซีปกติและเงียบกว่าเช่นทางช้างเผือกโดยจะปล่อยความถี่ของพลังงานสูงมากซึ่งสูงกว่านิวเคลียสของดาวฤกษ์ที่ปล่อยออกมาซึ่งพบได้ทั่วไปในดาราจักรใด ๆ

ความถี่พลังงานสูงเหล่านี้ซึ่งมีพลังเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์หลายพันล้านดวงที่ออกมาจากนิวเคลียสของวัตถุเช่นควาซาร์ซึ่งค้นพบในปี 2506 ควาซาร์ซึ่งเป็นหนึ่งในวัตถุที่สว่างที่สุดในจักรวาลสามารถรักษาอัตรานี้ได้เป็นเวลาหลายล้านปี

กาแล็กซี Seyfert เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของดาราจักรที่ใช้งานอยู่ จนถึงขณะนี้มีการค้นพบหลายร้อยตัว แกนกลางของมันปล่อยรังสีที่แตกตัวเป็นไอออนสูงแปรผันตามเวลา

รูปที่ 8. กาแล็กซี Seyfert M 106 ที่มา: Wikimedia Commons. X-ray: NASA / CXC / Univ. ของ Maryland / AS Wilson et al .; ออฟติคัล: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL-Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF

เชื่อกันว่าในบริเวณใกล้เคียงกับใจกลางนั้นมีวัสดุที่เป็นก๊าซจำนวนมากพุ่งเข้าหาหลุมดำตรงกลาง การสูญเสียมวลจะปลดปล่อยพลังงานที่เปล่งประกายออกมาในสเปกตรัมรังสีเอกซ์

ดาราจักรวิทยุเป็นดาราจักรรูปไข่ที่ปล่อยคลื่นความถี่วิทยุจำนวนมากมากกว่ากาแลคซีธรรมดาถึงหมื่นเท่า ในกาแลคซีเหล่านี้มีแหล่งที่มา - แฉกวิทยุซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยเส้นใยของสสารกับนิวเคลียสของกาแลคซีซึ่งปล่อยอิเล็กตรอนออกมาต่อหน้าสนามแม่เหล็กที่เข้มข้น

อ้างอิง

1. Carroll, B. บทนำสู่ฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมัยใหม่. ครั้งที่ 2 ฉบับ เพียร์สัน 874-1037
2. นภสินธุ์ สืบค้นจาก: es.wikipedia.org
3. มันทำงานอย่างไร. 2559. หนังสือแห่งอวกาศ. 8 Ed. Imagine Publishing Ltd. 134-150.
4. กาแลคซี สืบค้นจาก: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Oster, L. 1984. ดาราศาสตร์สมัยใหม่. การเปลี่ยนกลับด้านบรรณาธิการ 315-394
6. Pasachoff, J. 1992. ดาวและดาวเคราะห์. คู่มือภาคสนามของปีเตอร์สัน 148-154
7. Quora กาแล็กซีมีกี่แห่ง? สืบค้นจาก: es.quora.com.
8. ไม้บรรทัดวัดจักรวาล กู้คืนจาก: henrietta.iaa.es
9. กาแล็กซี่คืออะไร? ดึงมาจาก: spaceplace.nasa.gov.