GALAKSI: ÖZELLIKLERI, BILEŞENLERI, TÜRLERI, OLUŞUMU - ARTE - 2024

Bir galaksi , tümü yerçekimi kuvveti sayesinde yapılandırılmış olan gaz ve toz bulutları, milyarlarca yıldız, bulutsular, gezegenler, asteroitler, kuyruklu yıldızlar, kara delikler ve hatta birçok karanlık madde gibi astronomik nesnelerin ve maddenin bir araya toplanmasıdır.

Güneş sistemimiz, Samanyolu adı verilen büyük bir sarmal gökadanın parçasıdır. Yunancadan türetilen bu isim, göksel küreden geçen loş bir kuşağa benzerliği nedeniyle "süt yolu" olarak çevrilebilir.

Şekil 1. 29,35 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan Başak takımyıldızındaki Sombrero Gökadası M104 olarak bilinen güzel merceksi gökada, Hubble teleskopuyla görülüyor. Kaynak: Wikimedia Commons.

Açık yaz gecelerinde, Akrep ve Yay takımyıldızları arasında çok iyi gözlemlenebilir, çünkü bu yönde çekirdek ve yıldızların yoğunluğunun çok daha yüksek olduğu yer.

Galaksilerin keşfi tarihi

Büyük Yunan düşünür ve matematikçi Democritus of Abdera (M.Ö. 460-370), Samanyolu'nun aslında birbirinden ayırt edilemeyecek kadar uzak binlerce yıldızdan oluştuğunu öne süren ilk kişiydi. diğer.

Galileo'nun (1564-1642) onunla hemfikir olması biraz zaman aldı, teleskopunu doğrultarak gökyüzünde sayabileceğinden daha fazla yıldız olduğunu gördü.

Galileo Galilei - Kaynak: Domenico Tintoretto

Samanyolu'nun binlerce güneş sisteminden oluştuğunu ve tümünün eliptik bir şekle sahip olduğunu ve bir merkez etrafında ritmik olarak döndüğünü iddia eden Alman filozof Immanuel Kant'dı (1724-1804).

Dahası, Samanyolu gibi başka yıldız ve gezegen kümelerinin de var olduğunu öne sürdü ve bunlara ada evrenler adını verdi. Bu ada evrenleri, Dünya'dan küçük, soluk ışık parçaları olarak görülebilir.

20 yıl sonra, 1774'te, Fransız gökbilimci Charles Messier (1730-1817) tarafından bugüne kadar görülebilen ve yapılmış 103 derin uzay nesnesinin bir derlemesi olan Messier kataloğu çıktı.

Bunların arasında, sadece bulutsu olarak bilinen ada evrenleri için bazı adaylar vardı. M31 Bulutsusu bunlardan biriydi ve bugün Andromeda'nın komşu galaksisi olarak biliniyor.

William Herschel (1738-1822), derin uzay nesnelerinin listesini 2.500'e genişletti ve ilk olarak Samanyolu'nun şeklini tanımladı. Ancak bilim adamları, M31 gibi bazı bulutsuların kendilerinin de Samanyolu'na benzer dev yıldız kümeleri olduğunu henüz fark etmemişlerdi.

Yeterli çözünürlüğe sahip bir teleskop gerekliydi ve 1904'te Kaliforniya'daki Mount Wilson Gözlemevi'ndeki devasa teleskop 100 inç çapında bir aynayla inşa edildiğinde satın alınabilirdi. O zamana kadar evrenin büyüklüğü belli olmadı, çünkü zaten muazzam olan Samanyolu, sayısız kümelenme arasında sadece bir galaksi.

1924'te Edwin Hubble (1889-1953), Andromeda adı verilen en dikkat çekici spiral şekilli bulutsu olan M31 nesnesindeki Sefeid benzeri yıldızları gözlemleyerek bu sarmal bulutsulardan birine olan mesafeyi ölçmeyi başardı.

Sefeidler, periyodik olarak parlaklıklarını değiştiren yıldızlardır ve bu dönemle orantılıdır. Daha parlak olanların daha uzun süreleri vardır.

O zamana kadar Harold Shapley (1885-1972) Samanyolu'nun boyutunu tahmin etmişti, ancak o kadar büyüktü ki Andromeda Bulutsusu'nun Samanyolu'nun iç kısmında olduğuna ikna olmuştu.

Ancak Hubble, Andromeda Sefeidlerine olan mesafenin Samanyolu'nun büyüklüğünden çok daha büyük olduğunu ve bu nedenle içinde bulunamadığını belirledi. Andromeda, Samanyolu gibi, kendi başına bir galaksiydi, ancak uzun süre "galaksi dışı bulutsu" olarak adlandırıldı.

Genel özellikleri

Galaksilerin şekli vardır ve daha sonra göreceğimiz gibi bu kritere göre sınıflandırılabilirler. Ayrıca kütle içerirler ve hareket ettikleri için hiç durağan varlıklar değildirler.

Samanyolu ve Andromeda gibi dev ve çok parlak galaksiler ve ayrıca bin kat daha az parlak olan "cüceler" olarak adlandırılan galaksiler var. Boyutlara aşina olmak için, astronomide kullanılan bazı ölçü birimlerini bilmek yararlıdır. Önce ışık yılı var.

Işık yılı, ışığın bir yılda kat ettiği mesafeye eşit bir uzaklık birimidir. Işık hızının 365 gündeki saniye sayısıyla çarpılarak 300.000 km / s olması sonucu yaklaşık 9,5 milyar kilometre.

Karşılaştırma amacıyla, Güneş'ten Dünya'ya olan uzaklık 8,5 ışık dakikası, yaklaşık 150 milyon kilometredir ve bu da Güneş Sistemi'ndeki ölçümlerde yararlı olan bir AU veya astronomik birime kabaca eşdeğerdir. Güneş'e bir sonraki en yakın yıldız 4,2 ışıkyılı ile Proxima Centauri'dir.

AU, yaygın olarak kullanılan başka bir birimi ortaya çıkarır: bir ark saniyenin parsek veya paralaksı. Bir noktanın bir parsek mesafesinde olması, paralaksının Dünya ile Güneş arasındaki 1 ark saniyeye eşit olduğu anlamına gelir. Aşağıdaki şekil bunu açıklar:

Şekil 2. parsec'i tanımlamak için şema. Kaynak: Wikimedia Commons. Kes47 (?).

Boyut, hareket ve kimyasal bileşim

Galaksilerin boyutları, bin yıldıza sahip olmadıkları kadar küçükten, daha sonra ayrıntılı olarak bahsedeceğimiz dev eliptik galaksilere kadar son derece çeşitlidir.

Bu nedenle, yaklaşık 100.000 ışıkyılı çapında Samanyolu'muz var, büyük bir galaksi ama en büyüğü değil. NGC 6872, 520.000 ışıkyılı genişliktedir, Samanyolu'nun yaklaşık 5 katı çapındadır ve bugüne kadar bilinen en büyük sarmal gökadadır.

Galaksiler statik değil. Genel olarak konuşursak, yıldızlar ve gaz ve toz bulutları merkez etrafında dönme hareketlerine sahiptir, ancak bir galaksinin tüm parçaları eşit hızda dönmez. Merkezdeki yıldızlar, diferansiyel rotasyon denen şeyde, dış yıldızlardan daha hızlı dönerler.

Kimyasal bileşime gelince, evrendeki en yaygın elementler hidrojen ve helyumdur. Yıldızların içinde, tıpkı bir nükleer füzyon reaktörü gibi, bildiğimiz en ağır elementler periyodik cetvel aracılığıyla oluşur.

Galaksilerin rengi ve parlaklığı zamanla değişir. Daha genç galaksiler, daha yaşlı olanlardan daha mavi ve daha parlaktır.

Düzensiz olanlar en maviyken, elips şeklindeki galaksiler, çok sayıda eski yıldızla kırmızıya doğru eğilim gösterir. Sarmal şekilli galaksilerde mavi merkeze doğru ve kırmızı dış eteklere doğru yoğunlaşmıştır.

Galaksilerin bileşenleri

Bir galaksi gözlemlenirken, üzerinde en iyi çalışılan olduğu için model olarak alınan Samanyolu'nda bulunan aşağıdaki gibi yapılar tespit edilebilir:

Disko ve halo

Galaksimizin iki temel yapısı disk ve halodur. Disk, galaksi tarafından tanımlanan orta düzlemdedir ve yeni yıldızlara yol açan büyük miktarda yıldızlararası gaz içerir. Aynı zamanda eski yıldızları ve açık kümeleri de içerir - kötü yapılandırılmış bir yıldız grubu.

Tüm galaksilerin aynı yıldız oluşum hızına sahip olmadığı unutulmamalıdır. Eliptik galaksilerin, spirallerin aksine çok daha düşük oranlara sahip olduğuna inanılıyor.

Güneş, Samanyolu'nun galaktik diskinde, simetri düzleminde yer alır ve diskteki tüm yıldızlar gibi, galaktik dönme eksenine yaklaşık olarak dairesel ve dik bir yol izleyerek galaksinin etrafında döner. Bir yörüngeyi tamamlamak yaklaşık 250 milyon yıl alır.

Halo, çok daha az toz ve gaz içeren bir bölge olduğu için galaksiyi daha az yoğun küresel hacme sahip bir bölgeyle kaplar. Küresel kümeler, yerçekimi etkisiyle gruplanan ve diskten çok daha eski yıldızlar, tek tek yıldızlar ve ayrıca sözde karanlık madde içerir.

Karanlık madde, doğası bilinmeyen bir tür maddedir. Adını elektromanyetik radyasyon yaymamasına borçludur ve varlığı, dışarıdaki yıldızların beklenenden daha hızlı hareket ettiğini açıklamak için önerilmiştir.

Bir yıldızın galaksinin merkezine göre hareket hızı, maddenin nasıl dağıldığına bağlıdır, çünkü bir yıldızın yörüngede kalmasından kaynaklanan çekimsel çekimdir. Daha hızlı hız, görülemeyen daha fazla madde olduğu anlamına gelir: karanlık madde.

Ampul, galaktik çekirdek ve çubuk

Disk ve hale dışında, galakside, yıldız yoğunluğunun daha yüksek olduğu, dolayısıyla çok parlak olan şişkinlik, merkezi şişkinlik veya galaktik çekirdek vardır.

Şekli yaklaşık olarak küreseldir - Samanyolu'nunki daha çok bir fıstığa benzese de - ve merkezinde bir kara delikten oluşan çekirdek yer alır, bu da pek çok galakside, özellikle de spiral olanlar.

Çekirdeğin yakınında bulunan nesneler, söylediğimiz gibi, uzaktaki nesnelerden çok daha hızlı dönerler. Orada hız, merkeze olan mesafeyle orantılıdır.

Bizimki gibi bazı sarmal galaksiler, merkezden geçen ve sarmal kolların ortaya çıktığı bir yapıya sahiptir. Çubuklu olmayan sarmal galaksilerden daha fazla çizgili var.

Çubukların, maddenin uçlardan ampule taşınmasına izin verdiğine ve çekirdekte yıldız oluşumunu teşvik ederek onu kalınlaştırdığına inanılıyor.

Şekil 3. Samanyolu Bileşenleri. Güneş kollardan biridir ve gökadanın merkezi etrafında bir dönme hareketine ve ayrıca dikey bir harekete sahiptir. Kaynak: Wikimedia Commons.

Galaksi türleri

Teleskopla galaksileri gözlemlerken ilk takdir edilen şey onların şekilleridir. Örneğin, büyük Andromeda gökadası spiral şeklindeyken, yoldaşı NGC 147 eliptiktir.

Galaksi sınıflandırma sistemi, sahip oldukları şekle dayanmaktadır ve bugün en çok kullanılan, 1926'da Edwin Hubble tarafından oluşturulan ve daha sonra kendisi ve diğer gökbilimciler tarafından yeni bilgiler ortaya çıktıkça değiştirilen Hubble ayar çatalı veya dizisidir.

Hubble, şemayı bir tür galaksi evrimini temsil ettiği inancıyla tasarladı, ancak bugün durumun böyle olmadığı biliniyor. Galaksileri belirtmek için dizide harfler kullanılır: Eliptik galaksiler için E, sarmal galaksiler için S ve düzensiz şekilli olanlar için Irr.

Şekil 4. Hubble ayar çatalı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Eliptik galaksiler

Solda, ayar çatalının boynunda, E harfiyle temsil edilen eliptik galaksiler vardır. Onları oluşturan yıldızlar aşağı yukarı tekdüze bir şekilde dağılmıştır.

Mektuba eşlik eden sayı, galaksinin ne kadar eliptik olduğunu - eliptik - en küresel olan E0'dan başlayarak en düz olan E7'ye kadar gösterir. 7'den büyük eliptikliğe sahip galaksi gözlemlenmemiştir. Bu parametre as olarak ifade edilir:

Є = 1 - (β / ɑ)

Elipsin sırasıyla görünen büyük ve küçük yarı eksenleri olarak α ve β ile. Ancak, bu bilgi görecelidir, çünkü sadece Dünya'dan görüşe sahibiz. Örneğin, kenarda gösterilen bir gökadanın eliptik mi, merceksi mi yoksa sarmal mı olduğunu bilmek mümkün değildir.

Dev eliptik galaksiler, evrendeki en büyük nesneler arasındadır. Cüce eliptik galaksiler olarak adlandırılan çok daha küçük versiyonları çok daha fazla olmasına rağmen, gözlemlenmesi en kolay olanlardır.

Şekil 5. Fornax takımyıldızında bulunan eliptik gökada NGC 1316, başka bir küçük gökada ile birleşiyor. Kaynak: Resim kredisi: NASA / JPL-Caltech / CTIO.

Merceksi ve sarmal galaksiler

Merceksi galaksiler disk şeklindedir ve sarmal kolları yoktur, ancak engelli olabilirler. Terminolojileri S0 veya SB0'dır ve tam olarak şeklin çatalındadır. Diskinizdeki toz miktarına (yüksek emiş bölgeleri) bağlı olarak, S01, SB01 ila S03 ve SB03 olarak alt bölümlere ayrılırlar.

S galaksileri uygun sarmal gökadalardır, SB ise çubuklu sarmal gökadalardır, çünkü sarmallar bir çubuktan merkez çıkıntının içinden çıkıntı yaparlar. Galaksilerin büyük çoğunluğu bu şekle sahiptir.

Her iki galaksi sınıfı da sarmal kolların kolaylık derecesine göre ayırt edilir ve küçük harfle işaretlenir. Bunlar, en büyük çıkıntının boyutunun diskin uzunluğu ile karşılaştırılmasıyla belirlenir: L şişkinlik / L disk.

Şekil 6. Cassiopea takımyıldızındaki Andromeda'nın güzel sarmal gökadası. Kaynak: NASA'dan Wikimedia Commons Görüntüsü).

Örneğin, bu bölüm ≈ 0.3 ise, galaksiler basit sarmalsa Sa veya çubukluysa SBa olarak gösterilir. Bunlarda spiraller daha sıkı görünür ve kollardaki yıldız yoğunluğu daha zayıftır.

Dizi sağa doğru devam ederken spiraller daha gevşek görünür. Bu galaksiler için şişkinlik / disk oranı: L şişkinlik / L disk ≈ 0,05.

Bir galakside ara özellikler varsa, en fazla iki küçük harf eklenebilir. Örneğin Samanyolu, bazıları tarafından SBbc olarak sınıflandırılır.

Düzensiz galaksiler

Bunlar, şekilleri yukarıda açıklanan modellerden hiçbirine uymayan galaksilerdir.

Hubble, onları iki gruba ayırdı: Irr I ve Irr II, burada ilki ikinciden biraz daha organize çünkü sarmal kolların şeklini anımsatan bir şeye sahipler.

Irr II galaksileri, diyebiliriz, şekilsizdir ve tanınabilir iç yapıları yoktur. Hem Irr I hem de Irr II tipik olarak eliptik galaksilerden veya görkemli sarmal galaksilerden daha küçüktür. Bazı yazarlar bunlardan cüce galaksiler olarak bahsetmeyi tercih ediyor. En iyi bilinen düzensiz galaksiler arasında Irr I olarak sınıflandırılan komşu Macellan Bulutları vardır.

Şekil 7. Düzensiz gökada NGC 5408, Erboğa takımyıldızında 1834'te John Herschel tarafından keşfedildi. İlk başta bunun bir gezegenimsi bulutsu olduğuna inanılıyordu. Kaynak: Wikimedia Commons.

Hubble sekansının yayınlanmasından sonra, Fransız gökbilimci Gerard de Vaucouleurs (1918-1995), Irr I ve Irr II isimlendirmesinin kaldırılmasını ve bazı sarmal kolları olan Irr I'in Sd - SBd galaksileri olarak adlandırılmasını önerdi. Sm - SBm veya Im ("m", Macellan galaksisi içindir).

Son olarak, şekli gerçekten düzensiz olan ve hiçbir spiral izi olmayan galaksiler basitçe Go olarak adlandırılır.Bununla birlikte, modern sınıflandırma şu şekilde kalmıştır:

Galaksiler nasıl oluşur?

Galaksi oluşumu günümüzde aktif tartışma konusudur. Kozmologlar, erken evrenin oldukça karanlık olduğuna, gaz bulutları ve karanlık madde ile dolu olduğuna inanıyorlar. Bunun nedeni, ilk yıldızların Büyük Patlama'dan birkaç yüz milyon yıl sonra oluştuğu teorisidir.

Yıldız üretim mekanizması yerleştirildikten sonra, hızda inişler ve çıkışlar olduğu ortaya çıkıyor. Ve galaksileri oluşturan yıldızlar olduğu için, galaksilerin oluşumuna yol açan farklı mekanizmalar vardır.

Kütleçekimsel çekim, kozmik nesnelerin oluşumunu harekete geçiren ilkel kuvvettir. Bir noktada küçük bir madde birikimi daha fazla maddeyi çeker ve birikmeye başlar.

Samanyolu'nun şu şekilde başladığına inanılıyor: Sonunda, galaksideki en eski yıldızların da aralarında bulunduğu küresel halenin küresel kümelerine yol açan küçük madde birikimleri.

Dönme, yıldız oluşumunun bu ilk dönemini takip eden kütle birikiminin doğasında var. Ve dönme ile birlikte açısal momentum yaratılır, bunun korunması küresel kütlenin çökmesine neden olarak onu düz bir diske dönüştürür.

Galaksiler, diğer küçük galaksilerle birleşerek boyut olarak artabilir. Bunun bugün Samanyolu ve daha küçük komşuları olan Macellan bulutları için geçerli olduğuna inanılıyor.

Çok uzak bir gelecekte beklenen bir başka birleşme, çoğu galaksiden farklı olarak üzerimize yaklaşan Andromeda ile çarpışmadır. Andromeda şu anda 2,2 milyon ışıkyılı uzaklıkta.

Evrende kaç tane galaksi var?

Uzayın çoğu boş olmasına rağmen, bazı tahminlere göre milyonlarca, belki de 100 trilyon galaksi vardır. Diğerleri 2 trilyon galaksi tahmin ediyor. Evrenin çoğu keşfedilmemiş durumda ve bu sorunun kesin bir cevabı yok.

Hubble Uzay Teleskobu sadece 12 günde en çeşitli formlardan 10.000 galaksi buldu. Evrendeki galaksilerin gerçek toplamı bilinmiyor. Teleskopla gözlem yaparken, sadece mesafe olarak değil, aynı zamanda zamanda daha da ileriye gittiğinizi vurgulamak gerekir.

Gördüğümüz güneş ışığının bize ulaşması 8,5 dakika sürdü. Andromeda'nın dürbünle gözlemlediğimiz görüntüsü 2,2 milyon yıl öncesine ait. Bu nedenle Dünya'dan gördüğümüz, gözlemlenebilir evrenin menzilindedir. Şimdilik ötesinde ne olduğunu görmenin bir yolu yok.

Gözlemlenebilir evrende kaç tane galaksi olduğunu tahmin etmenin bir yolu, göksel kürenin küçük bir alanını temsil eden Hubble veya XDF'den son derece derin alan çekimleri yapmaktır.

Böyle bir çekimde, 13,2 milyar ışıkyılı uzaklıkta 5500 galaksi bulundu. Bu değeri tüm göksel küre için XDF miktarıyla çarparak, bahsedilen 100.000 milyon galaksiyi tahmin ettiler.

Her şey, önceki zamanlarda şu anda olduğundan daha fazla galaksi olduğunu, ancak bugün gördüğümüz zarif sarmal galaksilerden daha küçük, mavi ve daha düzensiz şekillere sahip olduğunu gösteriyor.

Galaksi örnekleri

Muazzam boyutlarına rağmen, galaksiler tek başına değil, hiyerarşik yapılar halinde gruplandırılmışlardır.

Samanyolu, tüm üyelerin - yaklaşık 54 - 1 Mega-parsek'ten daha büyük olmayan bir mesafede olduğu sözde Yerel Grup'a aittir. Ardından, Yerel Gruba benzer başka bir küme görünene kadar galaksilerin yoğunluğu azalır.

Bulunan muazzam çeşitlilikteki galaksiler arasında, özelliklerine ilişkin bazı şaşırtıcı örnekleri vurgulamakta fayda var:

Dev eliptik galaksiler

Şimdiye kadar bulunan en büyük galaksiler, galaksi kümelerinin merkezindedir. Bunlar, yerçekimi diğer galaksileri çeken ve onları yutan devasa eliptik galaksilerdir. Bu galaksilerde yıldız oluşum hızı çok düşüktür, bu nedenle büyümeye devam etmek için diğerlerini tuzağa düşürürler.

Aktif galaksiler

Aktif galaksiler, Samanyolu gibi daha normal ve sessiz olanların aksine, herhangi bir galakside yaygın olan, yıldızların çekirdeklerinden yayılanlardan çok daha yüksek, çok yüksek enerjili frekanslar yayarlar.

Gücü milyarlarca güneşe eşdeğer olan bu yüksek enerji frekansları, 1963 yılında keşfedilen kuasar gibi nesnelerin çekirdeğinden çıkar. Şaşırtıcı bir şekilde, evrendeki en parlak nesnelerden biri olan bir kuasar, bu hızı milyonlarca yıl koruyabilmektedir.

Seyfert galaksileri, aktif galaksilerin bir başka örneğidir. Şimdiye kadar birkaç yüz tanesi keşfedildi. Çekirdeği, zaman içinde değişkenlik gösteren yüksek oranda iyonize radyasyon yayar.

Şekil 8. Seyfert M 106 galaksisi Kaynak: Wikimedia Commons. Röntgen: NASA / CXC / Univ. / Maryland / AS Wilson ve diğerleri; Optik: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL-Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF

Merkezin yakınlarında, büyük miktarda gaz halindeki malzemenin merkezi kara deliğe doğru koştuğuna inanılıyor. Kütle kaybı, X-ışını spektrumunda yayılan enerji açığa çıkarır.

Radyo galaksileri, sıradan galaksilerden on bin kat daha fazla büyük miktarda radyo frekansı yayan eliptik galaksilerdir. Bu galaksilerde, yoğun bir manyetik alanın varlığında elektronlar yayan, madde lifleriyle galaktik çekirdeğe bağlanan kaynaklar - radyo lobları - vardır.

Referanslar

1. Carroll, B. Modern Astrofiziğe Giriş. 2. Baskı. Pearson. 874-1037.
2. Gökada. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
3. Nasıl çalışır. 2016. Uzay Kitabı. 8. Ed. Imagine Publishing Ltd. 134-150.
4. Galaksiler. Kurtarıldı: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Oster, L. 1984. Modern Astronomi. Editoryal Reverté. 315-394.
6. Pasachoff, J. 1992. Yıldızlar ve Gezegenler. Peterson Alan Kılavuzları. 148-154.
7. Quora. Kaç tane galaksi var? Es.quora.com adresinden kurtarıldı.
8. Evreni ölçmek için bir hükümdar. Kurtarıldı: henrietta.iaa.es
9. Galaksi nedir? Spaceplace.nasa.gov adresinden alındı.