Η ακολουθία του Χαμπλ και 4 σημαντικοί τύποι γαλαξιών

Η ακολουθία του Χαμπλ και 4 σημαντικοί τύποι γαλαξιών

Η ακολουθία του Χαμπλ

Η μορφολογική ταξινόμηση των γαλαξιών αναφέρεται σε μια δομή που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι και οι ερευνητές για τη διανομή των γαλαξιών σε σύνολα με βάση την οπτική τους εμφάνιση. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν διάφορες ιδεολογίες / σχήματα για να ταξινομήσουν τους τύπους γαλαξιών ανάλογα με τις μορφολογίες τους. Ένα από τα πιο δημοφιλή και κρίσιμα σχήματα είναι η ακολουθία Hubble, που διατυπώθηκε από τον Edwin Hubble και επεκτάθηκε από τους Allan Sandage και Gerard Vaucouleurs.

Αλληλουχία Χαμπλ
Η ταξινόμηση ακολουθιών Hubble
Πηγή εικόνας: Wikipedia

Τύποι γαλαξιών

Η επαγγελματική και ερασιτεχνική αστρονομία χρησιμοποιεί την ακολουθία Hubble για την ταξινόμηση τύπων γαλαξιών.

Το σχέδιο του Χαμπλ διέθεσε τακτικούς γαλαξίες σε τρεις ευρείες ομάδες– 

  1. Σπειροειδείς γαλαξίες

Σπειροειδείς γαλαξίες είναι μια συλλογή αστεριών και αερίων που μοιάζει με περιστρεφόμενο δίσκο με κεντρικό εξογκώσιμο περικυκλωμένο από επίπεδο περιστρεφόμενο βραχίονα. Οι γαλαξίες που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής είναι κυρίως σπειροειδείς. Αυτή η κίνηση περιστροφής μπορεί να φτάσει ταχύτητες έως και εκατοντάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Η κεντρική διόγκωση που μπορούμε να παρατηρήσουμε αποτελείται από πιο αμυδρό, παλαιότερα αστέρια και θεωρείται ότι περιέχει συνήθως μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.

σπειροειδείς γαλαξίες
Σπειροειδής γαλαξίας
Πηγή εικόνας: ESA / Hubble, Η M101 προσλαμβάνει STScI-PRC2006-10aCC-BY 4.0

Περίπου, τα 2/3 των σπειροειδών γαλαξιών τυχαίνει να έχουν μια δομή ράβδου / ευθείου βραχίονα που διέρχεται από το κέντρο τους. Τα αστέρια τακτοποιούνται σε ένα μπαρ πριν σχηματίσουν τον σπειροειδές δίσκο σε τροχιά γύρω από την κεντρική διόγκωση. Αυτοί οι σπειροειδείς βραχίονες σε τροχιά συνθέτουν μια τεράστια ποσότητα αερίου και σκόνης που οδηγεί σε γέννηση νέων αστεριών. Αυτά τα νεαρά αστέρια λάμπουν και αποσυντίθενται γρήγορα. Τέτοιοι γαλαξίες είναι γνωστοί ως Αποκλεισμένοι σπειροειδείς γαλαξίες. Ένα από τα μεγαλύτερα παραδείγματα γαλαξιών με φραγμούς στο γαλαξία. 

Αποκλεισμένος σπειροειδής γαλαξίας
Αποκλεισμένος σπειροειδής γαλαξίας
Πηγή εικόνας: NASA, ESA και The Hubble Heritage Team STScI / AURA), Hubble2005-01-barred-spiral-γαλαξίας-NGC1300, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Structure

Ο σχηματισμός σπειροειδών βραχιόνων εξακολουθεί να προκαλεί σύγχυση μεταξύ των επιστημόνων.

 Σύμφωνα με μια θεωρία, οι σπειροειδείς βραχίονες μπορεί να είναι προϊόν κυμάτων πυκνότητας που ταξιδεύουν μέσω του εξωτερικού δίσκου των γαλαξιών. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ γαλαξιών θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην παραγωγή κυμάτων πυκνότητας καθώς η μάζα του μικρότερου γαλαξία διαταράσσει την πυκνότητα και τη δομή του μαζικού γαλαξία όταν συνδυάζονται. 

Ένας τεράστιος όγκος σπειροειδών γαλαξιών παρατηρείται να περιστρέφεται με την κίνηση που τα χέρια εντοπίζουν την κατεύθυνση της περιστροφής του γαλαξία. Μετρήσεις των σπειροειδών καμπυλών απεικονίζουν ότι η τροχιακή ταχύτητα της ύλης που υπάρχει στο δίσκο συμφωνεί με την εκτίμηση εάν το μεγαλύτερο μέρος της μάζας εστιάζεται κοντά στο κέντρο. Γι 'αυτό το ορατό μέρος των σπειροειδών γαλαξιών θεωρείται ότι συνεισφέρει μόνο ένα μικρό μέρος στη συνολική γαλαξιακή μάζα. Ένα σημαντικό μέρος των σπειροειδών γαλαξιών είναι γεμάτο με ένα εκτεταμένο φωτοστέφανο που αποτελείται από σκοτεινή ύλη.

Ταξινόμηση σπειροειδών γαλαξιών

Οι σπειροειδείς γαλαξίες ταξινομούνται σύμφωνα με την ακαμψία της σπείρας τους, το συνολικό μέγεθος της κεντρικής τους διόγκωσης και την ανομοιογένεια των βραχιόνων τους. Ο όγκος αερίου και σκόνης που υπάρχει σε αυτούς τους γαλαξίες επηρεάζει επίσης τη δομή του. 

Προς το παρόν, υπάρχουν τρεις ταξινομήσεις καθένας από τους κλασικούς σπειροειδείς γαλαξίες και τους φραγμένους σπειροειδείς γαλαξίες:

1. Σπειροειδής γαλαξίας τύπου Α - [Sa] - Αυτός ο τύπος γαλαξίας έχει μια χαρακτηριστική ογκώδη κεντρική διόγκωση με φαρδύ σπειροειδή βραχίονες. Περίπου το 2% της μάζας των γαλαξιών {Sa] αποτελείται από αέριο και σκόνη. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι ένα συγκριτικά μικρό κλάσμα γαλαξιών [Sa] σχετίζεται με το σχηματισμό άστρων.

2. Σπειροειδής γαλαξίας τύπου Β - [Sb] - Αυτός ο τύπος γαλαξίας έχει κεντρικό εξογκώματος μετρίου μεγέθους και σπειροειδείς βραχίονες με μέτριο διαχωρισμό.

3. Σπειροειδής γαλαξίας τύπου C - [Sc] - Αυτός ο τύπος γαλαξίας έχει μια μικρή κεντρική προεξοχή και λεπτούς αλλά καθορισμένους κεντρικούς βραχίονες. 

4. Φραγμένος σπειροειδής γαλαξίας τύπου Α - [SBa] - Αυτός ο τύπος γαλαξίας έχει δεσμευτεί σταθερά στα χέρια.

5. Φραγμένος σπειροειδής γαλαξίας τύπου Β - [SBb] - Αυτός ο τύπος γαλαξίας έχει σταθερά και ελαφρώς δεσμούς.

6. Φραγμένος σπειροειδής γαλαξίας τύπου C - [Sbc] - Αυτός ο τύπος γαλαξίας έχει ελαφρώς δεσμευμένους βραχίονες.

Μελλοντικός

Με την πάροδο του χρόνου, οι σπειροειδείς γαλαξίες δείχνουν την τάση να εξελίσσονται σε ελλειπτικούς γαλαξίες. Αν και, όλοι οι ελλειπτικοί γαλαξίες δεν έχουν σπειροειδή προέλευση. Καθώς περνά ο χρόνος, αυτοί οι γαλαξίες υφίστανται πολλές αλλαγές στο σχήμα, το μέγεθος και τη σύνθεσή τους. Οι σπειροειδείς γαλαξίες, που βρίσκονται κυρίως σε γαλαξιακά σμήνη χαμηλής πυκνότητας, μπορούν να συγχωνευθούν ή να μετατραπούν σε ελλειπτικό ή φακοειδή γαλαξία.

2. Ελλειπτικοί γαλαξίες

Οι ελλειπτικοί γαλαξίες είναι ογκώδεις γαλαξίες επιμήκους σφαίρας που φιλοξενούν δισεκατομμύρια αστέρια. Αυτοί οι γαλαξίες θεωρούνται ασαφείς σταγόνες φωτός στο φόντο του νυχτερινού ουρανού. 

Η ελλειπτική γαλαξιακή κατηγορία εμφανίζει ένα ευρύ φάσμα μεγεθών και μαζών. Οι μικρότεροι ελλειπτικοί γαλαξίες νάνων απέχουν μόνο μερικές εκατοντάδες έτη φωτός και δεν είναι πολύ μεγαλύτεροι από τα σφαιρικά σμήνη. Οι πιο μαζικοί ελλειπτικοί γαλαξίες κυμαίνονται εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός. Αυτοί οι γαλαξίες μπορούν να κρατήσουν ένα τρισεκατομμύριο περισσότερα αστέρια από τον Γαλαξία μας.

ελλειπτικός γαλαξίας
Ελλειπτικός γαλαξίας
Πηγή εικόνας: NASA, ESA και The Hubble Heritage Team (STScI / AURA). J. Blakeslee (Washington State University), Abell S740, περικοπή σε ESO 325-G004, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Δομή:

Οι ελλειπτικοί γαλαξίες είναι μια από τις παλαιότερες δημιουργίες του σύμπαντος. Αυτοί οι γαλαξίες βρίσκονται μέσα στα ομοιόμορφα φωτοστέφανα και είναι συγκριτικά ανενεργοί σε σύγκριση με τα σπειροειδή ξαδέλφια τους. Οι διαδικασίες σχηματισμού άστρων των περισσότερων ελλειπτικών γαλαξιών είναι αδρανείς. Η ποσότητα αερίου και σκόνης που υπάρχει στους ελλειπτικούς γαλαξίες είναι επίσης ελάχιστη.

Το κεντρικό τμήμα αυτών των γαλαξιών περιλαμβάνει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που σχηματίζεται από το θάνατο τεράστιων παλιών αστεριών. 

Σχηματισμός

Οι παλιοί ελλειπτικοί γαλαξίες δεν διαθέτουν διαστρικά αέρια. Σύμφωνα με εκτιμήσεις που έγιναν με προσομοιώσεις υπολογιστών, αυτοί οι γαλαξίες είναι αποτέλεσμα γαλαξιακών συγκρούσεων και συγχώνευσης. 

Όταν οι σπειροειδείς γαλαξίες συγκρούονται, ένα σημαντικό μέρος του αερίου και της σκόνης εκτίθεται και ρίχνεται στον διαγαλαξιακό χώρο. Το υπόλειμμα συμπιέζεται γρήγορα, προκαλώντας ένα αστέρι (έκρηξη σχηματισμού αστεριών). Αυτό το κύμα των νέων αστεριών εξαντλεί τα αποθέματα αερίου του γαλαξία μέσω σουπερνόβων και έντονων αστρικών ανέμων που φυσούν αέριο και σύννεφα σκόνης στο βαθύ διάστημα.

Για την ανάπτυξη ελλειπτικών γαλαξιών, οι πυκνές περιοχές του σύμπαντος (όπου οι γαλαξιακές συγκρούσεις είναι συχνές) ενεργούν ως γόνιμες τροφές. Οι ελλειπτικοί γαλαξίες βρίσκονται στο κέντρο πυκνών γαλαξιακών συστάδων με σπειροειδείς γαλαξίες που βρίσκονται κοντά στις άκρες. 

3. Φακοειδείς γαλαξίες

Οι φακοειδείς γαλαξίες ονομάζονται έτσι λόγω της εμφάνισης που μοιάζει με φακούς. Αυτοί οι γαλαξίες ονομάζονται μερικές φορές ως δίσκοι χωρίς χέρια ή χωρίς σπείρες. Οι φακοειδείς γαλαξίες περιγράφουν το διακριτικό σημείο της θεωρίας ομαδοποίησης γαλαξιών του Χαμπλ. Αυτοί οι γαλαξίες απεικονίζουν τη μετάβαση των γαλαξιών από ελλειπτικό σε σπείρα. Οι φακοειδείς γαλαξίες συχνά εκλαμβάνονται ως σπειροειδείς ή ελλειπτικοί όταν παρατηρούνται από διαφορετικές οπτικές γωνίες.

φακοειδής γαλαξίας
Φακοειδής γαλαξίας
Πηγή εικόνας: NASA, ESA και The Hubble Heritage Team (STScI / AURA), Ngc5866 hst μεγάλο, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Δομή:

Όπως οι σπειροειδείς γαλαξίες, τα γαλαξιακά φακοειδή συστήματα έχουν έναν δίσκο και έναν κεντρικό κύκλο / πυρήνα και έναν γαλαξιακό φωτοστέφανο. Ορισμένες φακές παρατηρούνται επίσης ότι διαθέτουν γαλαξιακές ράβδους και ακόμη και δακτυλίους σχηματισμού αστεριών. Ωστόσο, οι φακοειδείς γαλαξίες στερούνται πάντα των σπειροειδών βραχιόνων. Αυτό μπορεί να οφείλεται στον ελάχιστο σχηματισμό αστεριών τους εκτός της κεντρικής περιοχής. Τα φακοειδή γαλαξιακά συστήματα στερούνται πολλών αερίων και σκόνης. Λόγω αυτού, ο αστρικός πληθυσμός τους είναι μεγάλος, παρόμοιος με τα ελλειπτικά συστήματα. 

Σχηματισμός

Δύο διαφορετικές εξηγήσεις διέπουν τον σχηματισμό φακοειδών γαλαξιών.

Μια θεωρία υποδηλώνει ότι ήταν αρχικά σπείρες και έχουν χάσει την τάση και την ικανότητά τους να σχηματίζουν αστέρια με την πάροδο του χρόνου λόγω εξάντλησης των αποθεμάτων φυσικού αερίου και σκόνης. Η πρακτική απόδειξη αυτής της θεωρίας παρέχεται από την απουσία πρόσφατου σχηματισμού αστεριών, αερίου και περιστροφικής υποστήριξης. 

Η άλλη θεωρία υποδηλώνει ότι οι φακοί μπορούν επίσης να σχηματιστούν με τη συγχώνευση. Αυτή η θεωρία υποστηρίζεται από την παρουσία μεγαλύτερων κεντρικών εξογκώσεων από τις περισσότερες σπείρες. Είναι γνωστό ότι μετά τη συγχώνευση, τα περισσότερα από τα αστέρια αναδιατάσσονται στην κεντρική περιοχή του γαλαξία.

Ακανόνιστοι γαλαξίες

An ακανόνιστος γαλαξίας αναφέρεται στο γενικό όνομα που έχει οριστεί για οποιονδήποτε γαλαξία που δεν ταιριάζει απόλυτα σε καμία από τις τάξεις του Ταξινόμηση Hubble Σύστημα. Δεν έχουν καλά καθορισμένο σχήμα ή δομή. Αυτοί οι γαλαξίες σχηματίζονται ως επί το πλείστον ως αποτέλεσμα συγκρούσεις, εγγύτητες αλληλεπιδράσεις με άλλους γαλαξίες ή βίαιες εσωτερικές δραστηριότητες. Οι ακανόνιστοι γαλαξίες περιλαμβάνουν ηλικιωμένους και νέους αστέρια, σημαντικές ποσότητες σκόνης και αερίου, και γενικά εμφανίζουν έντονα εξογκώματα αστέρι σχηματισμός.

Ακανόνιστος γαλαξίας
Ακανόνιστο γαλαξία
Πηγή εικόνας: NASA, ESA και The Hubble Heritage Team (STScI / AURA), Ανώμαλος γαλαξίας NGC 1427A (συλλαμβάνεται από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble), επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

 Αυτοί οι Γαλαξίες διαφέρουν σε σχήμα, μεγέθη, φωτεινότητα, ηλικία, σύνθεση κ.λπ. Οι πιο κοντινοί γείτονες του Γαλαξία ανήκουν στην ακανόνιστη-γαλαξιακή τάξη.

Φυσική σημασία ταξινόμησης τύπων γαλαξιών

Η ταξινόμηση των τύπων γαλαξιών μάς βοηθά να ανακαλύψουμε περισσότερα για το διαστρικό σύμπαν και την ιστορία πίσω από τη δημιουργία όλων. (Κυριολεκτικά!)

Στην Αστρονομία, οι ελλειπτικοί και φακοειδείς γαλαξίες συχνά ονομάζονται γαλαξίες πρώιμου τύπου, επειδή είναι γνωστό ότι φιλοξενούν μερικούς από τους παλαιότερους αστρικούς πληθυσμούς και είναι σχετικά αδρανείς ως προς τη δημιουργία νέων αστεριών. 

Αντιθέτως, οι σπειροειδείς και ακανόνιστοι γαλαξίες ονομάζονται «καθυστερημένοι τύποι» επειδή συνεχίζουν να σχηματίζουν νέα αστέρια και έχουν σχετικά χαμηλό πληθυσμό παλαιών αστεριών. 

Κρίσεις

Η ακολουθία Hubble δεν είναι απολύτως τέλεια. Με την πάροδο των ετών, το σχέδιο έχει υποβληθεί σε πολλές επικρίσεις και ελλείψεις. Ας ρίξουμε μια ματιά σε ορισμένα από τα ζητήματα που αντιμετώπισε:

  • Η ακολουθία Hubble εκχωρεί τους τύπους γαλαξιών υποκειμενικά. Ως αποτέλεσμα αυτού, διάφοροι αστρονόμοι καταλήγουν συχνά να ταξινομούν τον ίδιο γαλαξία σε διαφορετικές ομάδες. 
  • Η ακολουθία Hubble χρησιμοποιεί 2-D εικόνες γαλαξιών που καταγράφονται από τηλεσκόπια για ταξινόμηση. Αυτό προκαλεί πολλά προβλήματα κατά καιρούς επειδή ο παράγοντας προσανατολισμού των γαλαξιών συχνά δεν γίνεται αντιληπτός. Οι γαλαξίες μπορεί να φαίνονται διαφορετικοί όταν φαίνονται από διαφορετικές οπτικές γωνίες. 
  • Η ακολουθία Hubble εξαρτάται εξ ολοκλήρου από οπτικούς παράγοντες. Έτσι, η ταξινόμηση των απομακρυσμένων και αμυδρό γαλαξιών αποδεικνύεται προκλητική. 

Ωστόσο, διατηρώντας αυτά τα μειονεκτήματα στην άκρη, η ακολουθία Hubble συνέβαλε περισσότερο στην ταξινόμηση των τύπων γαλαξιών. 

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τον σχηματισμό γαλαξιών και τα ενδιαφέροντα γεγονότα, επισκεφτείτε https://lambdageeks.com/galaxy-definition-formation-5-interesting-facts/

Για να μάθετε περισσότερα για τα τηλεσκόπια επισκεφθείτε https://lambdageeks.com/newtonian-telescope/

Σχετικά με το Sanchari Chakraborty

Είμαι πρόθυμος μαθητευόμενος, επί του παρόντος επενδύω στον τομέα της Εφαρμοσμένης Οπτικής και της Φωτονικής. Είμαι επίσης ενεργό μέλος του SPIE (Διεθνής Εταιρεία Οπτικής και Φωτονικής) και του OSI (Optical Society of India). Τα άρθρα μου έχουν ως στόχο να φέρουν στο φως ποιοτικά επιστημονικά ερευνητικά θέματα με απλό αλλά ενημερωτικό τρόπο. Η επιστήμη εξελίσσεται από αμνημονεύτων χρόνων. Γι 'αυτό, προσπαθώ να αξιοποιήσω την εξέλιξη και να το παρουσιάσω στους αναγνώστες.

Ας συνδεθούμε μέσω https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Lambda Geeks