Galaktika on paljude tähtede rühm koos gaasi, tolmu ja tumeda ainega. Nimetus "galaktika" tuleneb kreekakeelsest sõnast galaxia, mis tähendab piimjas, viidates meie enda galaktikale, Linnuteele.

Gravitatsioon hoiab galaktikaid koos universumi üldise paisumise vastu. Tegelikult toimub universumi paisumine galaktikagruppide vahel, mitte nende gruppide sees. Gravitatsioon hoiab galaktikat koos ja sama kehtib ka galaktikagruppide, näiteks meie Linnutee Kohaliku rühma kohta. Gravitatsiooni tekitavad galaktikas või galaktikagrupis olev aine ja energia. Kõik galaktikas liigub ümber massikeskme, mis on samuti gravitatsiooni mõju.

Galaktikaid on erinevat tüüpi: elliptilised, spiraalsed ja läätsedega galaktikad, mis võivad olla nii vöötidega kui ka ilma. Siis on olemas ebaregulaarsed galaktikad. Kõik galaktikad eksisteerivad universumi sees. Jälgitav universum sisaldab rohkem kui 2 triljonit (10 12) galaktikat ja kokku hinnanguliselt 1×10 24tähte (rohkem tähti kui kõik liivaterad planeedil Maa).

Mis galaktika sisaldab?

Galaktika koosneb peamiselt tähtedest, erinevatest gaaside (eelkõige vesinik ja heelium), tolmuosakestest ning suurest osast nähtamatut tumeda ainet, mis avaldab gravitatsioonilist mõju ilma elektromagnetilist kiirgust eraldamata. Enamik galaktikaid sisaldab ka supermassiivset musta auku keskosas, mis mõjutab tsentraliseeritud aine käitumist ja mõnel juhul tekitab aktiivset galaktilist tuuma (AGN), mis eraldab palju energiat.

Tüübid ja klassifikatsioon

Galaktikaid liigitatakse sageli visuaalsete tunnuste alusel. Levinumad klassid on:

  • Elliptilised galaktikad — sümmeetrilised, ovaalse kujuga, valdavalt vanade tähtedega ja vähe uut tähtede teket.
  • Spiraalsed galaktikad — kettataolise ketta ja spiraalsete harudega; harudes toimub aktiivne tähtede teke. Jagunevad läätspiraalseteks (vöötidega) ja ilma vöötideta.
  • Läätelised (lenticular, S0) — sild tüüpilise spiraali ja elliptilise vahel, kettataoline kuid ilma selgete spiraaliharudeta.
  • Ebaregulaarsed galaktikad — vormilt ebaühtlased, tihti nooremate tähtede ja aktiivse tähetekega; sageli tekivad kokkupõrgete või gravitatsioonilise mõjuga.

Tüüpe jaotab ka näiteks Hubble'i «kammitera» (tuning fork) skeem, mis aitab klassifitseerida spiraali- ja elliptilisi galaktikaid nende kuju järgi.

Galaktikate suurus, mass ja levik

Galaktikad võivad olla väga erineva suuruse ja massiga. Väikesed kääbusgalaktikad võivad sisaldada mõnest miljonist tähest, samas kui hiidgalaktikad nagu IC 1101 võivad sisaldada triljoneid tähti. Enamik galaktika massist on aga peidetud tumedasse ainesse, mis määrab galaktika pöörlemiskõveraid ja mõjutab struktuuri.

Galaktikad ei ole ühtlaselt jaotunud: nad moodustavad gruppe ja klastreid, mille sees on tihedamad keskkonnad, ning suurel skaalal on galaktikad jaotunud niit- ja seinastruktuurideks kosmilisel võrgu (cosmic web) tasandil.

Dünaamika, ühendused ja evolutsioon

Galaktikate käitumist ja arengut määravad peamiselt gravitatsioon, gaasi olemasolu ja kokkupõrked. Galaktikate kokkupõrked ja liitumised on tavapärane osa nende evolutsioonist: sellised sündmused võivad vallandada intensiivseid tähetekke laineid, muuta galaktika kuju ning põhjustada kesksete mustade aukude aktiivsust.

Tuntud nähtus on spiraalsete galaktikate pöörlemiskõverate „püsiv kiirus” kaugemates piirkondades, mis oli üks olulisi tõendeid tumeda aine olemasolu kohta — nähtamatut massi, mis ei kiirga, aga avaldab gravitatsiooni.

Kuidas me galaktikaid uurime?

Galaktikaid uuritakse erinevatel lainepikkustel — optilises, infrapuna-, raadio- ja röntgenvahemikus — et saada ülevaade tähepopulatsioonist, gaasist, tolmust ja aktiivsetest tuumadest. Suured süva-vaatlused nagu Hubble Deep Field on näidanud, kuidas galaktikad näevad välja varajasel Universumil, ning punaniire (redshift) abil määratakse nende kaugusi ja kiirenevat kosmilist paisumist.

Huvitavad faktid

  • Meie Linnutee sisaldab hinnanguliselt 100–400 miljardit tähte ja tihti paikneb selle keskel supermassiivne must auk Sagittarius A*.
  • Andromeda galaktika, meie lähim suur naaber, liigub Meie galaktika suunas ja eeldatavasti põrkab meiega kokku ehk ühineb umbes 4–5 miljardi aasta pärast.
  • Mõned galaktikad on nii suured, et nende läbimõõt ulatub mitme miljoni valgusaastani.
  • Aktivsed galaktilised tuumad (quasarid, blazarid) võivad olla Universumi kõige eredamad objektid — nende energia pärineb massi akretsioonist supermassiivse musta augu ümber.
  • Suurte vaatlusuuringute ja kosmoseteleskoopide abil on hinnatud, et jälgitavas universumis võib olla üle 2 triljoni galaktika, kuid see arv varieerub sõltuvalt meetoditest ja sügavate vaatluste edasistest tulemuste täpsustamistest.

Galaktikad on Universumi põhistruktuuri ehituskivid — nende uurimine aitab mõista tähetevestust, tumeda aine olemust, supermassiivsete mustade aukude arengut ja kogu kosmose ajalugu alates varajastest aegadest kuni tänapäevani.