Τι είναι ένας γαλαξίας;

Ένας γαλαξίας είναι ένα σύστημα αστεριών και διαστρικό υλικό που συνθέτει το σύμπαν. Ο όρος γαλαξίας προέρχεται από την ελληνική λέξη γαλαξία, που σημαίνει "γαλακτώδης". Η φύση έχει παράσχει ένα ευρύ φάσμα γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένων ελαφρών και επικίνδυνων αντικειμένων και φωτεινών σπειροειδών γαλαξιών. Υπάρχουν σε ομάδες που ομαδοποιούνται περαιτέρω σε τεράστιες συστάδες. Οι γαλαξίες έχουν διαφορετικό σχήμα λόγω των συστημάτων σχηματισμού τους και του τρόπου με τον οποίο εξελίσσονται. Ο εκτιμώμενος αριθμός παρατηρητέων γαλαξιών κυμαίνεται από 200 δισεκατομμύρια έως 2 τρισεκατομμύρια ή περισσότερα που περιέχουν αστέρια που ξεπερνούν τους αριθμούς όλων των κόκκων άμμου στον πλανήτη.

Τύποι και μορφολογία γαλαξιών

Οι γαλαξίες χωρίζονται σε τρεις γενικές κατηγορίες: ελλειπτικές, σπειροειδείς και ακανόνιστες. Το σύστημα ταξινόμησης των γαλαξιών προτάθηκε αρχικά από τον Edwin Hubble το 1926. Η ταξινόμηση εξαρτάται από την ορατότητα των εικόνων που παρατηρούνται στην φωτογραφική πλάκα. Ωστόσο, η ταξινόμηση του Χαμπλ μπορεί να χάσει μερικά από τα σημαντικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένου του ρυθμού σχηματισμού αστεριών και των δραστηριοτήτων στους ενεργούς γαλαξίες.

Ελλειπτικό γαλαξία

Οι ελλειπτικοί γαλαξίες ταξινομήθηκαν από το Hubble με βάση την ελλειπτικότητα τους η οποία κυμαίνεται από το Ε0 έως το Ε7 και έχει περιστροφική συμμετρία. Έχουν ένα ελλειψοειδές προφίλ δίνοντάς τους μια ελλειπτική εμφάνιση, ανεξάρτητα από τη γωνία από την οποία βλέπουν. Οι ελλειπτικοί γαλαξίες έχουν μικρή διάστικτη ύλη και δομή και επίσης έχουν χαμηλό τμήμα ανοικτών συστάδων. Ο ρυθμός σχηματισμού νέων αστεριών μειώνεται σημαντικά λόγω του χαμηλού τμήματος του ανοικτού ομίλου. Οι γαλαξίες επομένως, κυριαρχούνται από παλιά και πιο εξελιγμένα αστέρια. Τα αστέρια που σχηματίζουν τους γαλαξίες περιέχουν ελαφρά στοιχεία από τότε που ο σχηματισμός των άστρων τελειώνει μετά την πρώτη έκρηξη. Πολλοί από τους ελλειπτικούς γαλαξίες σχηματίζονται λόγω της αλληλεπίδρασης των γαλαξιών που οδηγεί σε συγκρούσεις και συγχωνεύσεις με τους γαλαξίες που μπορούν να αναπτυχθούν σε τεράστια μεγέθη σε σύγκριση με άλλες κατηγορίες γαλαξιών. Οι περισσότεροι από τους τεράστιους ελλειπτικούς γαλαξίες βρίσκονται δίπλα στο κέντρο των μεγάλων συστάδων γαλαξιών. Οι ελλειπτικοί γαλαξίες έχουν κόκκινα χρώματα με τα φάσματά τους υποδηλώνοντας ότι το φως τους εκπέμπεται κυρίως από τα παλιά αστέρια. Οι υποκατηγορίες των γαλαξιών διακρίνονται από τα σχήματα που δεν είναι απαραιτήτως τρισδιάστατα.

Σπειροειδείς γαλαξίες

Οι σπειροειδείς γαλαξίες είναι κυκλικού σχήματος, που μοιάζουν με σπειροειδείς τροχαλίες. Οι γαλαξίες χωρίζονται περαιτέρω σε κανονικές σπείρες και φραγμένες σπείρες. Οι βραχίονες των κανονικών σπειρών προέρχονται από το πυρηνικό, ενώ οι φραγμένες σπείρες έχουν ράβδους που περιβάλλουν τον πυρήνα, ενώ τα χέρια ξετυλίγονται από το μπαρ. Οι σπειροειδείς γαλαξίες αποτελούνται από περιστρεφόμενα σύνολα αστέρια και διαστρικά στοιχεία και παλαιότερα αστέρια. Ο πυρήνας είναι αιχμηρός και έχει ομαλή υφή και μπορεί να είναι μικρό σε μέγεθος. Τα χέρια και ο δίσκος των γαλαξιών έχουν χρώμα μπλε ενώ τα κεντρικά τμήματα είναι κόκκινα όπως στην περίπτωση των ελλειπτικών γαλαξιών. Οι φυσιολογικοί σπειροειδείς γαλαξίες υποδεικνύονται από το S ακολουθούμενο από τα γράμματα a, b, ή c, ενώ οι φραγμένοι σπείροι χαρακτηρίζονται ως SB.

Οι δύο κλάσεις υποκλάζονται περαιτέρω σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με το μέγεθος του πυρήνα τους. Οι γαλαξίες είναι φυσιολογικοί σπειροειδείς γαλαξίες με ορατά σπειροειδή βραχίονες. Οι γαλαξίες έχουν μια άμορφη διόγκωση στο κέντρο. Παραδείγματα γαλαξιών του Sa περιλαμβάνουν τα NGC 1302 και NGC 4866. Οι γαλαξίες Sb είναι ο ενδιάμεσος τύπος των σπειροειδών γαλαξιών που έχουν πυρήνα μεσαίου μεγέθους. Οι βραχίονες των γαλαξιών είναι σχετικά διαδεδομένοι από την ποικιλία Sa. Οι γαλαξίες Sb περιέχουν αστέρια, αστρικά αστέρια και διαστρωματικά στοιχεία. Οι γαλαξίες Sc έχουν ένα μικρό πυρηνικό και αρκετούς ανοιχτούς σπειροειδείς βραχίονες. Οι σπειροειδείς βραχίονες προεξέχουν και περιέχουν πολλά ακανόνιστα κατανεμημένα νεφέλαι και διαστρωματικά στοιχεία. Οι φραγμένοι γαλαξίες ορίζονται ως SB ακολουθούμενοι από a, b ή c. ο πυρήνας των γαλαξιών SBa είναι φωτεινός ενώ οι ομαλοί σπειροειδείς βραχίονες εκπέμπουν στο τέλος της ράβδου. Οι γαλαξίες SBb έχουν επίσης λείες ράβδους και σχετικά συνεχείς και λείους βραχίονες οι οποίοι μπορεί να ξεκινούν κοντά στο άκρο της ράβδου. Ο γαλαξίας SBc έχει τόσο τη ράβδο όσο και τα χέρια που επιλύονται σε σύννεφο αστεριών.

Ακανόνιστοι γαλαξίες

Τα παραδείγματα των ακανόνιστων γαλαξιών αποτελούνται από εξαιρετικά ακανόνιστες συλλογές φωτεινών περιοχών. Οι γαλαξίες δεν έχουν εξαιρετικό σχήμα ή το αναμενόμενο κεντρικό πυρηνικό και είναι πιο μπλε από τα χέρια και το δίσκο ενός σπειροειδούς γαλαξία. Μερικοί από τους γαλαξίες έχουν κόκκινο χρώμα. Παραδείγματα ακανόνιστων γαλαξιών περιλαμβάνουν τα Irr I και Irr II.

Άλλοι τύποι γαλαξιών περιλαμβάνουν αλληλεπιδρώντες γαλαξίες που παίζουν σημαντικό ρόλο στη γαλαξιακή εξέλιξη. Οι αλληλεπιδρώντες γαλαξίες μπορεί να σχηματιστούν ως αποτέλεσμα σύγκρουσης μεταξύ γαλαξιών που δεν μπορούν να συγχωνευθούν. Τα αστέρια των αλληλεπιδρώντων γαλαξιών δεν θα συγκρουστούν στη διαδικασία αλλά άλλα στοιχεία όπως το αέριο και η σκόνη θα αλληλεπιδρούν. Οι γαλαξίες της εκρήξεως αστρών σχηματίζουν αστέρια σε εξαιρετικό ρυθμό που καταναλώνουν τα αποθέματά τους φυσικού αερίου σε χρονικό διάστημα μικρότερο από τη διάρκεια ζωής του γαλαξία. Οι ενεργοι γαλαξίες περιέχουν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα, ο οποίος εκπέμπει κάποια ενέργεια αντί του αστέρα.

Ιδιότητες των γαλαξιών

Οι γαλαξίες περιέχουν μαγνητικό πεδίο μέσα τους. Τα μαγνητικά πεδία είναι αρκετά ισχυρά ώστε να οδηγούν μαζική εισροή στο κέντρο του γαλαξία. Τα μαγνητικά πεδία μπορούν επίσης να επηρεάσουν τους σπειροειδείς βραχίονες που οδηγούν στην τροποποίησή τους, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την περιστροφή του αερίου στις εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών. Οι κανονικοί μεγάλοι σπειροειδείς γαλαξίες ποικίλουν σε μέγεθος με τη μέση διάμετρο που κυμαίνεται από 300.000 έτη φωτός. Τα βάρη των γαλαξιών δεν είναι επίσης γνωστά, αλλά η συνολική μάζα του υλικού στην ακτίνα από την οποία μπορεί να ανιχνευθεί το αστέρι είναι περίπου 100.000 έως 1 εκατομμύριο φορές η μάζα του ήλιου. Τα αστέρια και οι γαλαξίες έχουν άφθονα χημικά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων των αρχέγονων αερίων, του υδρογόνου και του ηλίου.

Συγκρότημα και διανομή γαλαξιών

Οι γαλαξίες συγκεντρώνονται συνήθως σε ομάδες ή σε τεράστιο συγκρότημα. Μερικοί γαλαξίες έχουν συντρόφους, ενώ μερικοί είναι απομονωμένοι. Συστάδες γαλαξιών ταξινομούνται σε ομάδες, ακανόνιστες και σφαιρικές. Ένα συγκρότημα ομάδας αποτελείται από μέχρι 50 γαλαξίες διαφορετικών τύπων που χρονολογούνται περίπου πέντε εκατομμύρια έτη φωτός. Οι ακανόνιστες συστάδες είναι χαλαρά συναρμολογημένοι μικτοί γαλαξίες συνολικού ύψους περίπου 1.000 γαλαξιών ή περισσότεροι, ενώ οι σφαιρικές συστάδες είναι γεμάτοι και αποτελούνται από αποκλειστικά ελλειπτικούς γαλαξίες. Οι σφαιρικές συστάδες είναι μεγάλες και μπορεί να περιέχουν έως και 10.000 γαλαξίες. Η συστάδα των γαλαξιών γεμίζει τον ουρανό αν και δεν είναι εύκολο να ταυτιστούν κατά μήκος ενός Γαλαξία. Είναι στενά συσκευασμένα στον ουρανό και είναι διατεταγμένα έτσι ώστε να προτείνουν κάποιο είδος οργάνωσης. Οι συστάδες μπορούν να αλληλεπιδράσουν με άλλες δομές για να σχηματίσουν ένα γιγαντιαίο υπερκείμενο. Ένας σούπερ συκώτα μπορεί να φτιαχτεί μέχρι και 10 συστάδες και μπορεί να εκτείνεται σε πάνω από 200 εκατομμύρια έτη φωτός.