กาแลคซีเกลียวลักษณะและประเภท - ARTE - 2026

ดาราจักรชนิดก้นหอยเป็นคลัสเตอร์อนุสาวรีย์ดาวดิสก์ที่มีรูปทรงที่มีแขนเกลียวคล้ายรูปร่างของตะไลที่ รูปร่างของแขนแตกต่างกันไปมาก แต่โดยทั่วไปแล้วจุดศูนย์กลางที่ควบแน่นนั้นมีความโดดเด่นอย่างชัดเจนล้อมรอบด้วยดิสก์ที่เกลียวงอก

เกือบ 60% ของกาแลคซีที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันเป็นรูปเกลียวที่มีโครงสร้างลักษณะดังต่อไปนี้: กระพุ้งกลางหรือกระพุ้งกาแลกซี่ดิสก์แขนเกลียวและรัศมี

รูปที่ 1. ดาราจักรพินวีลในกลุ่มดาวหมีใหญ่ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 21 ล้านปีแสง ที่มา: Wikimedia Commons ESA / ฮับเบิล

เป็นกาแลคซีที่มีความงดงามเป็นพิเศษซึ่งสามารถอยู่ในกลุ่มดาวต่างๆเช่น Eridano ทั้งหมดนี้เข้ารหัสด้วยผลงานของนักดาราศาสตร์ Edwin Hubble (1889-1953)

ลักษณะเฉพาะ

สองในสามของดาราจักรชนิดก้นหอยมีแถบตรงกลางซึ่งประกอบด้วยชนิดย่อยที่เรียกว่าดาราจักรชนิดก้นหอยแบบมีแท่งเพื่อแยกความแตกต่างจากดาราจักรชนิดก้นหอยธรรมดา พวกเขามีเพียงสองเกลียวที่ออกมาจากบาร์และคดเคี้ยวไปในทิศทางเดียวกัน ทางช้างเผือกของเราเป็นตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอยแม้ว่าเราจะไม่สามารถสังเกตได้จากตำแหน่งของเราก็ตาม

กระพุ้งกลางมีสีแดงเนื่องจากมีดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่า มีก๊าซในนิวเคลียสเพียงเล็กน้อยและมักพบหลุมดำอยู่ตรงกลาง

ดิสก์ในส่วนของมันมีสีฟ้าและอุดมไปด้วยก๊าซและฝุ่นโดยมีดาวฤกษ์อายุน้อยและร้อนกว่าซึ่งโคจรเป็นวงกลมเกือบรอบนิวเคลียสของกาแลกติก แต่ช้ากว่านิวเคลียส

สำหรับเกลียวนั้นมีหลากหลายตั้งแต่แบบที่พันรอบกระพุ้งกลางหรือแขนที่จัดวางไว้อย่างเปิดเผยมากขึ้น พวกเขาโดดเด่นด้วยดาราสาวที่ร้อนแรงฟ้าและน้ำเงินจำนวนมาก

มีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับสาเหตุที่เกิดขึ้นซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง

ในที่สุดก็มีรัศมีทรงกลมที่ล้อมรอบดิสก์ทั้งหมดมีก๊าซและฝุ่นไม่ดีซึ่งดาวที่เก่าแก่ที่สุดจะรวมกลุ่มกันเป็นกระจุกดาวทรงกลมกลุ่มใหญ่ที่มีดาวนับพันถึงล้านดวงที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง

ประเภทของดาราจักรชนิดก้นหอย

ในการจำแนกกาแลคซีตามสัณฐานวิทยา (ลักษณะที่มองเห็นจากโลก) ใช้ส้อมเสียงที่สร้างโดยเอ็ดวินฮับเบิลในปี พ.ศ. 2479 การจำแนกประเภทนี้ได้รับการแก้ไขในภายหลังโดยนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ โดยการเพิ่มชนิดย่อยและตัวเลขลงในสัญกรณ์ดั้งเดิม

ฮับเบิลเขียนโค้ดตัวอักษรให้กาแลคซีด้วยวิธีนี้: E สำหรับกาแลคซีรูปไข่ SO สำหรับกาแลคซีที่มีรูปทรงกระบอกเล็กและ S สำหรับสไปรัล

ในภายหลังมีการเพิ่มหมวดหมู่อีกสองประเภทเพื่อรวมกาแลคซีและกาแลคซีแบบก้นหอยที่ถูกกีดกัน SB ซึ่งมีรูปร่างไม่เป็นไปตามรูปแบบและไม่สม่ำเสมอ: Irr ประมาณ 90% ของกาแลคซีที่สังเกตได้ทั้งหมดมีลักษณะเป็นรูปไข่หรือเกลียว มีเพียง 10% เท่านั้นที่อยู่ในประเภท Irr

รูปที่ 2. การปรับแผนภาพส้อมของกาแลคซี ที่มา: Wikimedia Commons ผู้อัปโหลดต้นฉบับคือ Cosmo0 ที่ English Wikipedia (ข้อความต้นฉบับ: ไม่ระบุ)

ฮับเบิลเชื่อว่ากาแลคซีเริ่มต้นชีวิตด้วยโครงสร้างทรงกลมชนิด E0 จากนั้นจึงพัฒนาแขนและกลายเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยที่จะมีลักษณะไม่สม่ำเสมอ

อย่างไรก็ตามมีการแสดงให้เห็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น กาแล็กซีทรงรีมีการเคลื่อนที่แบบหมุนช้ากว่ามากซึ่งจะไม่ทำให้กาแล็กซีแผ่กระจายออกไปและสร้างเกลียว

ที่แขนของส้อมเสียงของฮับเบิลคือกาแลคซีแบบก้นหอย: S สำหรับเกลียวปกติและ SB สำหรับเกลียวที่ถูกระงับ อักษรตัวพิมพ์เล็กระบุชนิดย่อย: "a" แสดงว่าขดลวดปิดแน่นรอบนิวเคลียสในขณะที่ใช้ "c" เมื่อขดลวดหลวม สัดส่วนก๊าซก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ทางช้างเผือกเป็นประเภท SBb โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ในแขนก้นหอยอันหนึ่ง: แขนของนายพรานเรียกเช่นนี้เนื่องจากพบดาวของกลุ่มดาวนี้ด้วยซึ่งเป็นหนึ่งในสิ่งที่โดดเด่นที่สุดที่มองเห็นได้จากโลก

ทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเกลียว

ต้นกำเนิดของแขนเกลียวยังไม่ทราบแน่ชัดอย่างไรก็ตามมีหลายทฤษฎีที่พยายามอธิบาย ในไม่ช้านักดาราศาสตร์สังเกตว่าโครงสร้างต่าง ๆ ในดาราจักรชนิดก้นหอยหมุนด้วยความเร็วที่ต่างกัน สิ่งนี้เรียกว่าการหมุนแบบดิฟเฟอเรนเชียลและเป็นลักษณะเฉพาะของกาแลคซีประเภทนี้

ภายในดิสก์ของดาราจักรชนิดก้นหอยหมุนเร็วกว่าด้านนอกมากในขณะที่รัศมีไม่หมุน ด้วยเหตุนี้ในตอนแรกจึงเชื่อกันว่านี่เป็นสาเหตุของเกลียวที่ปรากฏและไม่เพียงแค่นี้มันยังเป็นหลักฐานของการมีอยู่ของสสารมืด

อย่างไรก็ตามหากเป็นกรณีนี้เกลียวจะมีอายุสั้น (ในแง่ดาราศาสตร์แน่นอน) เพราะมันจะพันรอบตัวเองและหายไป

คลื่นความหนาแน่นและการแพร่กระจายตัวเองของดาว

ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมากขึ้นในการอธิบายการมีอยู่ของเกลียวคือคลื่นความหนาแน่น ทฤษฎีนี้สร้างขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ชาวสวีเดน Bertil Lindblad (1895-1965) ตั้งสมมติฐานว่าสสารประสบกับความหลากหลายในความเข้มข้นซึ่งเช่นเดียวกับเสียงสามารถแพร่กระจายในสภาพแวดล้อมของกาแลคซี

ด้วยวิธีนี้พื้นที่ที่มีความเข้มข้นมากกว่าจะถูกสร้างขึ้นเช่นเกลียวและอื่น ๆ ที่มีน้อยกว่าซึ่งจะเป็นช่องว่างระหว่างพวกเขา แต่พื้นที่เหล่านี้มีระยะเวลา จำกัด แขนจึงสามารถเคลื่อนไหวได้แม้ว่ารูปร่างจะยังคงอยู่เมื่อเวลาผ่านไป

สิ่งนี้อธิบายได้ว่าเหตุใดสไปรัลจึงเป็นพื้นที่ที่มีการใช้งานมากในแง่ของการผลิตที่เป็นตัวเอก ก๊าซและฝุ่นมีความเข้มข้นมากขึ้นดังนั้นแรงโน้มถ่วงจึงเข้าแทรกแซงเพื่อให้สสารรวมตัวกันก่อตัวเป็นโปรโตสตาร์ซึ่งจะก่อให้เกิดดาวฤกษ์อายุน้อยและมวลมาก

ทฤษฎีอื่น ๆ ที่พยายามอธิบายเกลียวคือการขยายพันธุ์ด้วยตนเอง ดาวสีน้ำเงินขนาดใหญ่ในแขนก้นหอยเป็นที่รู้กันว่ามีอายุสั้นเมื่อเทียบกับดาวที่เย็นกว่าและมีสีแดงกว่าในแกนกลาง

อดีตมักจะจบชีวิตด้วยการระเบิดของซูเปอร์โนวาขนาดมหึมา แต่วัสดุดังกล่าวสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นดาวดวงใหม่ได้ในสถานที่เดียวกับแขนเกลียว

สิ่งนี้จะอธิบายถึงการคงอยู่ของแขน แต่ไม่ใช่ที่มาของพวกมัน ด้วยเหตุนี้นักดาราศาสตร์จึงเชื่อว่าเกิดจากปัจจัยหลายอย่าง ได้แก่ การหมุนที่แตกต่างกันการมีอยู่ของคลื่นความหนาแน่นการแพร่กระจายตัวเองของดาวฤกษ์และปฏิสัมพันธ์กับกาแลคซีอื่น ๆ

สถานการณ์ทั้งหมดเหล่านี้ก่อให้เกิดแขนเกลียวประเภทต่างๆ: บางและแยกชัดเจนหรือหนาและกำหนดไม่ดี

ความแตกต่างกับดาราจักรรูปไข่

ความแตกต่างที่ชัดเจนที่สุดคือดวงดาวในกาแล็กซีทรงรีมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันมากกว่าในรูปทรงกลม ในสิ่งเหล่านี้จะปรากฏกระจุกตัวอยู่ในดิสก์สีแดงและกระจัดกระจายในวงแขนก้นหอยมีสีฟ้าในขณะที่การกระจายตัวในกาแลคซีรูปไข่เป็นวงรี

ลักษณะเด่นอีกประการหนึ่งคือการมีหรือไม่มีก๊าซและฝุ่นระหว่างดวงดาว ในดาราจักรทรงรีสสารส่วนใหญ่กลายเป็นดาวฤกษ์เมื่อนานมาแล้วจึงมีก๊าซและฝุ่นเพียงเล็กน้อย

ดาราจักรชนิดก้นหอยมีบริเวณที่ก๊าซและฝุ่นซึ่งก่อให้เกิดดาวดวงใหม่มีอยู่มากมาย

ความแตกต่างที่น่าสังเกตประการต่อไปคือประเภทของดาว นักดาราศาสตร์แยกแยะประชากรดาวฤกษ์ 2 กลุ่ม ได้แก่ ประชากรที่ฉันอายุน้อยและประชากร II ดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่า กาแลคซีรูปไข่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ II ประชากรและมีองค์ประกอบบางส่วนที่หนักกว่าฮีเลียม

ในทางตรงกันข้ามดาราจักรชนิดก้นหอยประกอบด้วยประชากร I และ II ในแผ่นดิสก์และแขนประชากรฉันมีความโดดเด่นอายุน้อยกว่าและมีความเป็นโลหะสูง ซึ่งหมายความว่ามีธาตุหนักเศษของดาวที่หายไปแล้วในขณะที่ในรัศมีเป็นดวงดาวที่เก่าแก่ที่สุด

นี่คือสาเหตุที่ดาวยังคงรวมตัวกันเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยในขณะที่ไม่ได้อยู่ในดาราจักรทรงรี และกาแล็กซีทรงรีน่าจะเป็นผลมาจากการชนกันระหว่างกาแลคซีแบบก้นหอยและกาแล็กซีที่ผิดปกติซึ่งในระหว่างนั้นฝุ่นจักรวาลส่วนใหญ่จะหายไปและด้วยความเป็นไปได้ในการสร้างดาวดวงใหม่

การชนกันระหว่างกาแลคซีเหล่านี้เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งในความเป็นจริงเชื่อกันว่าทางช้างเผือกกำลังชนกับดาราจักรบริวารขนาดเล็ก ได้แก่ กาแล็กซีแคระรูปไข่ซาจิทาเรียส SagDEG และดาราจักรแคระ Canis Major

ตารางเปรียบเทียบ

ความแตกต่างระหว่างดาราจักรรูปไข่และดาราจักรแบบก้นหอย ที่มา: Fanny Zapata

ตัวอย่างของดาราจักรชนิดก้นหอย

ดาราจักรชนิดก้นหอยมีอยู่มากมายในจักรวาล เมื่อมองจากโลกพวกมันเป็นวัตถุที่มีความสวยงามเป็นพิเศษเนื่องจากมีรูปแบบต่างๆ ตัวอย่างเช่นในกลุ่มดาวเอริดาโนมีกาแลคซีแบบก้นหอยที่แตกต่างกันห้าประเภทซึ่งรวมถึงสามสิ่งกีดขวาง หนึ่งในนั้นคือ NGC 1300 ที่แสดงด้านล่าง

รูปที่ 3 กาแล็กซีก้นหอย NGC 1300 ในErídano Kevin Gill จาก Los Angeles, CA, United States

ทางช้างเผือก

เป็นกาแลคซีที่เป็นที่ตั้งของระบบสุริยะด้วยแขนก้นหอย มีดาวอยู่ระหว่าง 100 ถึง 400 พันล้านดวงโดยมีขนาดโดยประมาณระหว่าง 150 - 200,000 ปีแสง เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มกาแลคซีท้องถิ่นที่เรียกว่าแอนโดรเมดาและดาราจักรอื่น ๆ อีก 50 แห่งซึ่งเป็นดาวแคระเกือบทั้งหมด

Andromeda

มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า M31 ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวอันโดรเมดาใกล้กับกลุ่มดาวแคสสิโอเปียที่มีรูปร่างเป็นตัว W ซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือใช้กล้องส่องทางไกลที่ดีในคืนที่ไม่มีแสงจันทร์

แม้ว่าจะปรากฏอยู่แล้วในบันทึกของนักดาราศาสตร์ชาวอาหรับโบราณ แต่ก็ไม่ทราบว่าเป็นกาแลคซีจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 20 เนื่องจากการสังเกตของ Edwin Hubble

รูปที่ 4. ดาราจักรแอนโดรเมดา ที่มา: Pixabay

อยู่ห่างออกไปประมาณ 2.5 ล้านปีแสงและมีขนาดประมาณทางช้างเผือกแม้ว่าจะเชื่อว่ามีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย อย่างไรก็ตามการประมาณการล่าสุดระบุว่ามวลของมันเทียบได้กับกาแลคซีของเราเอง

แอนโดรเมดากำลังพุ่งเข้ามาหาเราด้วยความเร็วสูงดังนั้นจึงคาดว่าในอีกประมาณ 4.5 พันล้านปีมันจะชนกับทางช้างเผือกก่อให้เกิดดาราจักรรูปไข่ขนาดมหึมา

วังวนกาแล็กซี่

ปรากฏในแคตตาล็อกของ Messier เป็นวัตถุ M51 และถูกค้นพบโดย Charles Messier ในปี 1773 พบในกลุ่มดาว Canes Venatici บนท้องฟ้าเหนือใกล้ Bootes และ Leo จากที่ซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องสองตา

วัตถุทางดาราศาสตร์อันยิ่งใหญ่นี้มีรูปร่างเหมือนดาราจักรชนิดก้นหอยและมีระยะห่างโดยประมาณระหว่าง 16 ถึง 27 ล้านปีแสง มีดาราจักรคู่หูที่มองเห็นได้ชัดเจนในภาพถ่ายของกล้องโทรทรรศน์ ได้แก่ กาแลคซี NGC 5195

รูปที่ 5. กาแล็กซี่วังวนและดาราจักรบริวาร ที่มา: Wikimedia Commons NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) และ The Hubble Heritage Team STScI / AURA)

อ้างอิง

1. Carroll, B. บทนำสู่ฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมัยใหม่. ครั้งที่ 2 ฉบับ เพียร์สัน
2. Heras, A. บทนำดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์. สืบค้นจาก: antonioheras.com.
3. Oster, L. 1984. ดาราศาสตร์สมัยใหม่. การเปลี่ยนกลับด้านบรรณาธิการ
4. วิกิพีเดีย การก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแลคซี สืบค้นจาก: es.wikipedia.org.
5. วิกิพีเดีย กาแลคซีเกลียว สืบค้นจาก: en.wikipedia.org.