Galaktika – mis see on? Definitsioon, tüübid ja huvitavad faktid

Avasta, mis on galaktika: definitsioon, elliptilised, spiraalsed, läätsed ja ebaregulaarsed tüübid, huvitavad faktid ning Linnutee ja universumi mõõtmed.

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.

Kirjeldus

Galaktikad on erineva suurusega. Tüüpilised galaktikad ulatuvad kääbustest, kus on vaid kümme miljonit (10 ⁷) tähte, kuni hiiglasteni, kus on sada triljonit (10 ¹⁴) tähte, mis kõik tiirlevad ümber galaktika massikeskme. Galaktikad võivad sisaldada palju mitmetähelisi süsteeme, tähesambaid ja mitmesuguseid tähtedevahelisi pilvi. Päike on üks Linnutee galaktika tähtedest; Päikesesüsteemi kuuluvad Maa ja kõik teised objektid, mis tiirlevad ümber Päikese.

Täheklumbrid ei ole galaktikad, vaid asuvad galaktikate sees. Gloobulaarkogumid on sfäärikujulised täheparved, mis on osa Linnutee välimisest halost. Üks suurimaid (ja vanimaid) teadaolevaid tähtede kogumikke, Messier 15, koosneb mitmest miljonist tihedalt kokku pakitud tähest, mille keskmes on must auk. Tähed on liiga tihedalt paigutatud, et neid täpselt loendada, kuid kindlasti on selles rohkem tähti kui mõnes väiksemas galaktikas.

Galaktikakobarates liiguvad galaktikad teiste galaktikate suhtes. Nad võivad kokku põrgata ja põrkuvadki. Kui see juhtub, liiguvad tähed tavaliselt üksteisest mööda, kuid gaasipilved ja tolm suhtlevad omavahel ning võivad moodustada uusi tähti. Gravitatsioon tõmbab mõlemad galaktikad mõnevõrra uutesse kujudesse, moodustades ribasid, rõngaid või sabataolisi struktuure.

Paljud galaktikad moodustavad jätkuvalt uusi põlvkondi tähti. Linnutee ja kõik temasarnased spiraalse kujuga galaktikad (vt NGC 2997 parempoolset pilti) toodavad uusi tähti kiirusega üks või kaks tähte aastas. See tähtede moodustumine toimub suurtes tähtedevahelistes pilvedes, mis moodustavad umbes 1% kuni 10% nende galaktikate massist. Seevastu gloobulaarsed tähtede kogumid ei moodusta praegu tähti, sest see tegevus toimus miljardeid aastaid tagasi ja lõppes siis, kui kõik gaasi- ja tolmupilved olid ära kasutatud.

Astronoomilises kirjanduses kasutatakse meie galaktika, Linnutee kohta sõna "galaktika" suure G-ga. Miljardid teised galaktikad kirjutatakse "galaktika" väikse g-ga. Termin Linnutee ilmus inglise keeles esmakordselt Chaucer'i luuletuses.

"Vaata seal, vaata, galaktika,
mis mehed lõhestavad Linnuteed,
sest see on whyt".

Kui William Herschel kirjutas oma sügavate taevakehade objektide kataloogi, kasutas ta selliste objektide nagu Andromeda galaktika puhul nimetust spiraalne udukogu. 200 aastat hiljem avastasid astronoomid, et need koosnevad tähtedest nagu Linnutee, nii et nüüd kasutatakse terminit "udukogu" ainult galaktika sees olevate hajusate struktuuride kohta.

NGC 2997, spiraalne galaktika Antila tähtkujus, toodab uusi tähti kiirusega 1-2 tähte aastas.

Tüübid

On olemas kaks peamist galaktika liiki, spiraalne galaktika ja elliptiline galaktika. Neid liigitatakse Hubble'i järjestuse järgi.

Spiraalne galaktika

Spiraalne galaktika on galaktika, millel on spiraalne kuju. Enamik astronoomide poolt vaadeldud galaktikatest universumis on spiraalgalaktikad (umbes 77%).

Nad on jagatud kaheks :

• Triibuline spiraalgalaktika (klassifitseeritud kui "SB")
• Piiramata spiraalgalaktika (klassifitseeritud kui "SA")

NGC 1300 ja NGC 1672 on näited triibuliste spiraalgalaktikate kohta. Whirlpool galaktika ja Messier 81 on näited piiritlemata spiraalgalaktikatest.

Spiraalse galaktika tunnused on kettakujuline pöörlemine, spiraalvarred ja galaktikasüdamikus asuv kumerus. Spiraalvarred on kohad, kus sünnivad uued kuumad tähed. Galaktikasüdames asuvas "bulgaadis" on vanad tähed. See tunnus on ühine enamikule spiraalgalaktikatele.

Elliptiline galaktika

Elliptiline galaktika on galaktika, millel on ellipsoidne (3D ellips) kuju. Seda tüüpi galaktikad domineerivad universumis, eriti galaktikakogumites. Kuju varieerub ringi, ellipsi ja sigarikujulise kuju vahel. Hubble'i jadas saab seda kuju esitada klassina :

• E0 (ringikujuline)
• E53 (ellipsikujuline)
• E7 (sigarikujuline)

Elliptiline galaktika võib olla suure ulatusega. Hiiglaslik elliptiline galaktika võib olla üle 1 miljoni valgusaasta ja väikseimad (tuntud kui "kääbus elliptiline galaktika") on vähem kui kümnendiku suuruse Linnutee suurus Elliptilise galaktika suurust saab mõõta efektiivse raadiusena, mis määratleb ala, millest pool selle valgusest pärineb. Elliptilise galaktika mass on samuti suur. Hiiglasliku elliptilise galaktika mass võib olla 10 ¹³(mitu triljonit) päikese massi.

Muud liiki galaktikad

Läätsekujuline galaktika on kettakujuline galaktika. Läätsekujulise galaktika kuju määramine on keeruline, sest kuju võib olla spiraalse galaktika ja elliptilise galaktika vahel. Kuju saab teada, kui vaadata galaktika keskuse kumerust. Kui bulge on väga hele, on tegemist spiraalse galaktikaga.

Hubble'i jada


NGC 1300 on triibuline spiraalgalaktika.


ESO 325-G004 on elliptiline galaktika.


Läätsekujuline galaktika NGC 5308

Küsimused ja vastused

K: Mis on galaktika?

K: Kust tuleb sõna "galaktika"?

K: Kuidas hoitakse galaktikaid koos?

K: Milliseid galaktikatüüpe on olemas?

K: Kui palju tähti on hinnanguliselt 1x1024 galaktikas?

Otsing