Galaxis

Abbildung 1. Die schöne linsenförmige Galaxie, die als M104 -Hut -Galaxie in der Konstellation von Jungfrau bekannt ist, bei 29.35 Millionen Jahre LUZ entfernt, gesehen mit dem Hubble-Teleskop. Quelle: Wikimedia Commons

Was ist eine Galaxie?

A Galaxis Es ist ein Konglomerat astronomischer Objekte und Materie wie Gas- und Staubwolken, Milliarden Sterne, Nebel, Planeten, Asteroiden, Kometen, schwarze Löcher und sogar viele dunkle Materie, die dank der Schwerkraft strukturiert sind.

Unser Sonnensystem ist Teil einer großen Spiralgalaxie genannt Milchstraße. Dieser aus dem Griechisch abgeleitete Name kann aufgrund seiner Ähnlichkeit mit einem scharfen beleuchteten Band übersetzt werden, das die himmlische Sphäre überschreitet. 

In den klaren Sommernächten kann es sehr gut zwischen den Konstellationen von Skorpion und Schütze beobachtet werden, da sich der Kern in dieser Richtung befindet und wo die Dichte der Sterne viel größer ist.

Geschichte der Entdeckung von Galaxien

Der große griechische Denker und der Mathematikdemokrit von Abdera (460-370 bis. C.) Er war der erste, der vorschlug - zu seiner Zeit gab es keine Teleskope -, dass die Milchstraße tatsächlich durch Tausende von Sternen bestand, die sich nicht voneinander unterscheiden konnten. 

Wir mussten eine Weile warten, bevor Galileo (1564-1642) argumentierte, als sein Teleskop darauf hinwies, dass er am Himmel mehr Sterne gab, als er zählen konnte. 

Galileo Galilei

Es war der deutsche Philosoph immanuel Kant (1724-1804), der spekulierte. 

Darüber hinaus schlug er auch vor, dass es andere Sterne und Planeten wie die Milchstraße gab und sie Islands Universen nannte. Diese Inseln wären von der Erde als kleine und schwache Lichtleuchte aus sichtbar.

Messener Katalog

20 Jahre später, 1774, erschien der Messerkatalog, eine Zusammenstellung von 103 Objekten des bisherigen Raums, die vom französischen Astronom Charles Messier (1730-1817) durchgeführt und vom französischen Astronomen durchgeführt wurde.

Darunter waren einige Kandidaten, die Universensinseln waren, die einfach als Nebel bekannt waren. Der M31 -Nebel war einer von ihnen und war heute als die benachbarte Galaxie von Andromeda bekannt.

William Herschel (1738-1822) würde die Liste der Deep Space-Objekte auf 2500 erweitern und zuerst die Form der Milchstraße beschrieb. Wissenschaftler hatten jedoch noch nicht erkannt, dass bestimmte Nebel wie M31 selbst immense Konglomerate von Lactea -ähnlichen Sternen waren.

Moderne Teleskope

Ein Teleskop wurde mit ausreichender Auflösung benötigt, um 1904 zu erwerben, als das riesige Teleskop des Mount Wilson Observatory in Kalifornien mit einem Spiegel mit einem Durchmesser von 100 Zoll gebaut wurde. Bis dahin wurde die Größe des Universums nicht offensichtlich.

Im Jahr 1924 gelang es Edwin Hubble (1889-1953), den Abstand zu einem dieser spiralförmigen Nebel zu messen und die Typsterne zu beobachten Cefaids Im M31 -Objekt, der bemerkenswerteste spiralförmige Nebel, genannt Andromeda. 

Die Cefaids sind Sterne, die ihre Helligkeit regelmäßig verändern, und dies ist proportional zum Zeitraum. Die hellsten haben längere Perioden.

Bis dahin hatte Harold Shaley (1885-1972) die Größe der Milchstraße geschätzt, aber es war so groß, dass er überzeugt war, dass Andromedas Nebel in der Milchstraße war.

Hubble stellte jedoch fest, dass der Abstand zu den Zefaids von Andromeda viel größer war als die Größe der Milchstraße und dass es daher nicht in diesem gefunden werden konnte. Andromeda war wie die Milchstraße eine eigene Galaxie, obwohl sie für lange Zeit als "extragalaktischer Nebel" bezeichnet blieb.

Galaxien Eigenschaften

Masse und Form

Die Galaxien sind geformt und können nach diesem Kriterium klassifiziert werden. Außerdem enthalten sie Masse und überhaupt statische Einheiten, weil sie Bewegung haben. 

Messeinheiten

Es gibt riesige und sehr helle Galaxien wie Milchstraße und Andromeda und auch Galaxien, die als "Zwerge" bezeichnet werden, bis zu tausendmal weniger hell. Um die Größen vertraut zu machen, ist es zweckmäßig, einige in der Astronomie verwendete Maßeinheiten zu kennen. Zuerst haben wir das Lichtjahr.

Der Jahresort ist eine Entfernungseinheit, die der Entfernung entspricht, die das Licht in einem Jahr bewegt. Sein, dass die Lichtgeschwindigkeit 300 beträgt.000 km/s, multiplizieren mit der Anzahl der Sekunden in 365 Tagen, das Ergebnis beträgt ungefähr 9einhalb Stapel. 

Für vergleichende Zwecke beträgt der Abstand von der Sonne zur Erde 8.5 Minuten-LOZ, ca. 150 Millionen Kilometer, was einer astronomischen Einheit ungefähr entspricht, nützlich bei Messungen innerhalb des Sonnensystems. Der Stern, der in der Nähe zur Sonne folgt, ist der nächste Centauri bis 4.2 Jahre Luz. 

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Die UA führt zu einer anderen weit verbreiteten Einheit: die Parsec oder einen zweiten Bogen lähmen. Dass ein Punkt im Abstand einer Parsec liegt. Die folgende Abbildung verdeutlicht:

Figur 2. Programm zur Definition des Parsecs. Quelle: Wikimedia Commons. KES47 (?) [CC von 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)]].

Größe

Galaxiengrößen sind sehr unterschiedlich, von so klein, dass sie kaum tausend Sterne elliptische Galaxien haben, über die wir später im Detail sprechen werden.

So haben wir unsere Milchstufe von ungefähr 100.000 Jahre bis zum Durchmesser, eine große Galaxie, aber nicht die größte. NGC 6872 hat einen Durchmesser von 520.000 Jahre Luz, etwa das Fünffache des Durchmessers der Milchstraße und ist die bisher größte Spiralgalaxie.

Sie haben Bewegung

Galaxien sind nicht statisch. Im Allgemeinen haben Sterne und Gas- und Staubwolken Rotationsbewegungen um das Zentrum, aber nicht alle Teile einer Galaxienwende gleichermaßen. Die Sterne des Zentrums drehen sich schneller als die externen, in dem, was genannt wird Differentialrotation.

Chemische Zusammensetzung

Die häufigsten Elemente im Universum sind Wasserstoff und Helium. In den Sternen, als Kernfusionsreaktor, bilden sich die schwersten Elemente, die wir durch den Periodensystem kennen.

Farbe und Leuchtkraft

Die Farbe und Leuchtkraft der Galaxien verändern sich im Laufe der Zeit. Die jüngeren Galaxien sind blau und heller als die ältesten.

Ellipse -verdrängte Galaxien neigen zu Rot, mit zahlreichen alten Sternen, während unregelmäßig die blausten sind. In spiralförmigen Galaxien konzentriert sich blau in die Mitte und rot in Richtung Rande.

Galaxienkomponenten

Bei der Beobachtung einer Galaxie können Strukturen wie Folgendes identifiziert werden, die auf Milchstraße vorhanden sind, was als Modell als das am besten untersuchte angesehen wurde:

Disc und Halo

Die beiden Grundstrukturen unserer Galaxie sind die Scheibe und der Halo. Das Album befindet sich in der durchschnittlichen Ebene, die von der Galaxie definiert ist und eine große Menge interstellarer Gas enthält, das neue Sterne hervorruft. Es enthält auch alte Sterne und offene Cluster -Gruppen unstrukturierter Sterne-. 

Es ist zu beachten, dass nicht alle Galaxien die gleiche herausragende Trainingsrate haben. Es wird angenommen, dass elliptische Galaxien im Gegensatz zu Spiralen eine viel niedrigere Rate haben.

Die Sonn. Es dauert ungefähr 250 Millionen Jahre, um eine Umlaufbahn zu absolvieren.

Der Halo deckt die Galaxie mit einem weniger dichten kugelförmigen Volumen ab, da es sich um eine Region mit viel weniger Staub und Gas handelt. Enthält die Kugelcluster, Stars, gruppiert durch die Handlung der Schwerkraft und viel älter als das Album, individuelle Stars und auch der Anruf Dunkle Materie.

Dunkle Materie ist eine Art von Materie, deren Natur unbekannt ist. Es verdankt seinen Namen, der keine elektromagnetische Strahlung abgibt, und seine Existenz wurde vorgeschlagen, um die Tatsache zu erklären, dass sich Sterne im Ausland mit größeren Geschwindigkeiten bewegen als erwartet. 

Die Geschwindigkeit, mit der sich ein Stern in Bezug auf die Mitte der Galaxie bewegt. Eine höhere Geschwindigkeit bedeutet, dass es mehr Materie gibt, die nicht gesehen werden können: dunkle Materie.

Die Glühbirne, der galaktische Kern und der Balken

Figur 3. Milchstraßenkomponenten. Die Sonne ist in einem der Arme und hat eine Rotationsbewegung um die Mitte der Galaxie sowie eine vertikale Bewegung. Quelle: Wikimedia Commons.

Abgesehen von dem Album und dem Halo gibt es in der Galaxie die Glühbirne, den zentralen Vorsprung oder den galaktischen Kern, wo es eine höhere Dichte von Sternen gibt, weshalb sehr hell ist. 

Seine Form ist ungefähr kugelförmig - obwohl der milchige Weg eine eher Erdnussform hat - und in seinem Zentrum der Kern ist, der aus einem schwarzen Loch besteht, eine Tatsache, die anscheinend in einem großen Teil der Galaxien üblich ist, insbesondere in diesen von Spiralform.

Die im Kern angrenzenden Objekte drehen sich, wie wir gesagt haben, viel schneller als diejenigen, die weiter sind. Dort ist die Geschwindigkeit proportional zum Abstand zum Zentrum.

Einige Spiralgalaxien wie unsere haben eine Bar. Es gibt mehr Barradas -Spiralgalaxien als keine Barrads.

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Es wird angenommen, dass die Balken den Transport von Materie von den Enden zur Glühbirne erlauben, indem sie die Bildung von Sternen im Kern fördern.

Arten von Galaxien

Das Galaxien -Klassifizierungssystem basiert auf der Form, die sie haben und die am häufigsten verwendete ist die Fingerplatte oder Hubble -Sequenz, Um 1926 von Edwin Hubble erstellt und anschließend von sich selbst und anderen Astronomen modifiziert, als neue Informationen erschienen.

Hubble entwarf das Schema in der Überzeugung, dass es eine Art von Galaxien entwickelt hat, aber heute ist bekannt, dass es nicht so ist. In den Sequenzbuchstaben werden die Galaxien bezeichnet: e für elliptische Galaxien, S für spiralförmige und unregelmäßige Galaxien für diejenigen unregelmäßig.

Figur 4. Hubble -Fingerplatte. Quelle: Wikimedia Commons.

Elliptische Galaxien 

Links im Fingerplattenmango befinden sich die elliptischen Galaxien mit dem Buchstaben und. Die Sterne, die es ausmachen, werden auf mehr oder weniger einheitliche Weise verteilt. 

Die Zahl, die den Texten begleitet. Es wurden keine Galaxien mit einer Elliptizität von mehr als 7 beobachtet. Kennzeichnung dieses Parameters als є:

Є = 1 - (β/ɑ)

Mit α und β als älterer und niedrigerer scheinbarer Semi -mit der Ellipse. Diese Informationen sind jedoch relativ, da wir nur die Aussicht von der Erde haben. Zum Beispiel ist es nicht möglich zu wissen, ob eine Galaxie, die von Singen gezeigt wird.

Rieseneliptische Galaxien gehören zu den größten Objekten im Universum. Sie sind am einfachsten zu beobachten, obwohl die viel kleineren Versionen genannt werden Elliptische Zwerggalaxien viel mehr im Überfluss.

Abbildung 5. NGC 1316 Elliptische Galaxie in der Fornax -Konstellation, die mit einer weiteren kleineren Galaxie verschmelzen. Quelle: Bildnachweis: NASA/JPL-CALTECH/CTIO.

Linsengalaxien

Linsengalaxien haben eine Scheibenform ohne Spiralarme, aber sie können eine Stange haben. Seine Nomenklatur ist S0 oder SB0 und ist richtig in der Bifurkation der Figur. Abhängig von der Menge an Staub (hohe Absorptionszonen) auf Ihrer Scheibe werden sie in S01, SB01 bis S03 und SB03 unterteilt.

Spiralgalaxien

Die S -Galaxien sind Spiralgalaxien selbst, während die SB die Barrad -Spiralgalaxien sind, da die Spiralen aus einer Bar zu projizieren scheinen. Die überwiegende Mehrheit der Galaxien hat diese Form.

Beide Klassen von Galaxien unterscheiden sich wiederum durch die leichte Leichtigkeit, die Spiralarme haben und auf die Kleinbuchstaben hingewiesen werden. Diese werden durch Vergleich der Größe der Hauptsteule mit der Länge der Scheibe bestimmt: der Protuberanz / L -Scheibe. 

Abbildung 6. Andromedas schöne Spiralgalaxie in Cassiopeas Konstellation. Quelle: NASA Image Wikimedia Commons).

Zum Beispiel, wenn dieser Quotient ≈ 0 ist.3, Galaxien werden so bezeichnet, als wäre es eine einfache Spirale oder eine SBA, wenn es Barrada ist. In diesen erscheinen die Spiralen enger und die Konzentration von Sternen in den Armen ist schwieriger.

Wenn die Sequenz nach rechts weitergeht, sehen die Spiralen lockerer aus. Das Verhältnis von Vorträgen / Scheiben dieser Galaxien lautet: Die Protuberanz / L -Scheibe ≈ 0.05. 

Wenn eine Galaxie mittelschwere Eigenschaften aufweist, können bis zu zwei winzigen Buchstaben hinzugefügt werden. Zum Beispiel wird die Milchstraße von einigen als SBBC klassifiziert.

Unregelmäßige Galaxien

Dies sind Galaxien, deren Form nicht zu den oben beschriebenen Mustern passt. 

Hubble selbst hat sie in zwei Gruppen aufgeteilt: Irre und Iri, wo erstere nur ein wenig organisierter sind als der zweite, weil sie etwas haben, das sich an die Form der Spiralarme erinnert.

Die IRI -Galaxien sind, wie wir sagen könnten, amorph und ohne erkennbare interne Struktur. Sowohl IRR i als auch IRI sind normalerweise kleiner als elliptische Galaxien oder die majestätischen Spiralgalaxien. Einige Autoren ziehen es vor, sie zu bezeichnen Zwerggalaxien. Zu den bekanntesten unregelmäßigen Galaxien gehören die benachbarten Wolken von Magellan, die als irre eingestuft wurden.

Abbildung 7. Unregelmäßige Galaxie NGC 5408, entdeckt in der Centaurus -Konstellation von John Herschel 1834. Zuerst glaubte es, dass es sich um einen planetarischen Nebel handelte. Quelle: Wikimedia Commons.

Anschließend zur Veröffentlichung der Hubble -Sequenz schlug der französische Astronom Gerard de Vaucooureurs (1918-1995) vor, die Nomenklatur ire IR II zu beseitigen und die Irre zu nennen, die einige Spiralarme haben, wie z. B. SD -SBD -Galaxien, SM - SBM oder ich bin ("m" ist durch Magallanes Galaxy). 

Schließlich werden Galaxien, deren Form wirklich unregelmäßig und ohne Spiralen ist, einfach genannt. Damit ist die moderne Klassifizierung wie folgt geblieben:

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EO, El,…, E7, Sol, S02, S03, SA, SBA, SAB, SBAB, SB, SB, SBC, SBC, SC, SBC, SCD, SBCD, SD, SBD, SM, SBM, IM, IR IR.

Wie sind Galaxien??

Die Bildung von Galaxien ist heute Gegenstand einer aktiven Diskussion. Kosmologen glauben, dass das Universum in ihren Anfängen ziemlich dunkel war, voller Gaswolken und dunkler Materie. Dies liegt an der Theorie, dass die ersten Sterne nach ein paar hundert Millionen Jahren danach gebildet wurden Urknall. 

Sobald der Sternproduktionsmechanismus gestartet wurde, stellt sich heraus. Und da die Sterne diejenigen sind, die Galaxien bilden, gibt es verschiedene Mechanismen, die zur Bildung von Galaxien führen. 

Die Gravitationsanziehung ist die ursprüngliche Kraft, die die Bildung kosmischer Objekte legt. Eine kleine Ansammlung von Materie zieht irgendwann mehr Materie an, und dies beginnt sich ansammeln.

Es wird angenommen, dass die Milchstraße auf diese Weise begann: kleine Materieansammlungen, die schließlich die kugelförmigen Cluster des Halos verursachten, darunter die ältesten Sterne der Galaxie. 

Die Rotation ist der Ansammlung von Masse inhärent, die dieser Anfangszeit der Sternbildung folgte. Und mit der Rotation wird der Winkelimpuls erzeugt, dessen Erhaltung den Zusammenbruch der kugelförmigen Masse erzeugte, die sie in eine flache Scheibe verwandelt.

Galaxien können ihre Größe erhöhen, indem sie sich mit anderen kleineren Galaxien verschmelzen. Es wird angenommen, dass dies heute mit der Milchstraße und seinen kleinsten Nachbarn, den Wolken der Magallanes, passiert. 

Eine weitere Fusion, die in der fernen Zukunft erwartet wird, ist die Kollision mit Andromeda, die sich im Gegensatz zu den meisten Galaxien nähert. Derzeit ist Andromeda 2.2 Millionen Jahre entfernt.

Wie viele Galaxien sind im Universum?

Obwohl der größte Teil des Raums leer ist, gibt es Millionen von Galaxien, vielleicht etwa 100 Milliarden davon, nach einigen Schätzungen. Andere schätzen 2 Milliarden Galaxien. Der größte Teil des Universums bleibt unerforscht und es gibt keine genaue Antwort auf diese Frage.

In 12 Tagen fand das Hubble -Weltraumteleskop 10.000 Galaxien der unterschiedlichsten Formen. Die tatsächliche Gesamtzahl der Galaxien im Universum ist unbekannt. Wenn es mit einem Teleskop beobachtet wird, muss betont.

Das Sonnenlicht, das wir sehen, hat 8 genommen.5 Minuten, um zu uns zu gelangen. Die Ansicht von Andromeda, die wir mit Ferngläser beobachten.2 Millionen Jahre. Deshalb ist das, was wir von der Erde sehen, im Bereich von Beobachtbares Universum. Im Moment gibt es keine Möglichkeit zu sehen, was darüber hinaus ist.

Eine Möglichkeit, zu schätzen, wie viele Galaxien im beobachtbaren Universum vorhanden sind XDF, das repräsentiert einen kleinen Bereich der Himmelskugel.

In einem dieser Aufnahmen wurden 5500 Galaxien bei 13 gefunden.200 Millionen Jahre Start. Durch Multiplizieren dieses Wertes mit der Menge von XDF der vollständigen Himmels Kugel schätzten sie die 100.000 Millionen Galaxien erwähnt.

Alles weist darauf hin, dass es in den vorhergehenden Zeiten mehr Galaxien gab als heute, aber kleinere, blaue und unregelmäßigere Formen als die eleganten Spiralgalaxien, die wir heute sehen.

Beispiele für Galaxien

Trotz seiner immensen Größe sind Galaxien nicht einsam, sondern in hierarchische Strukturen zusammengefasst.

Die Milchstraße gehört zur sogenannten lokalen Gruppe, in der alle Mitglieder über 54 in einer Entfernung von nicht mehr als 1 Mega-Parsec sind. Dann steigt die Dichte der Galaxien ab, bis ein anderer Cluster ähnlich der lokalen Gruppe erscheint.

Unter den immensen Vielfalt der gefundenen Galaxien lohnt es sich, einige überraschende Beispiele für ihre Besonderheiten hervorzuheben:

Rieseneliptische Galaxien

Die bisher größten Galaxien befinden sich in der Mitte der Galaxiencluster. Es sind riesige elliptische Galaxien, deren Schwerkraft andere Galaxien anzieht und sie schluckt. In diesen Galaxien ist der Rhythmus der Sternentstehung sehr niedrig. Um weiter zu wachsen, fangen sie andere auf.

Aktive Galaxien

Aktive Galaxien, im Gegensatz zu den normalsten und ruhigsten wie die Milchstraße, emittieren Sie sehr hohe Energiefrequenzen, viel größer als die von den Zentren der Sterne, die in jeder Galaxie gemeinsam sind. 

Diese Hochenergiefrequenzen, deren Leistung gleichwertig zu Milliarden Soals entspricht Quasare, 1963 entdeckt. Überraschenderweise kann ein Quasar, eines der hellsten Objekte im Universum, diesen Rhythmus seit Millionen von Jahren beibehalten.

Der Seyfert Galaxien Sie sind ein weiteres Beispiel für aktive Galaxien. Bisher wurden mehrere hundert von ihnen entdeckt. Sein Kern emittiert hoch ionisierte Strahlung, zeitlich variabel.

Abbildung 8. Die Seyfert M 106 Galaxy. Quelle: Wikimedia Commons. Röntgenaufnahme: NASA/CXC/UNIV. von Maryland/a.S. Wilson et al.; Optisch: Kumpel.Obs. DSS; IR: NASA/JPL-CALTECH; VLA: NRAO/AUI/NSF

Es wird angenommen, dass in der Nähe des Zentrums eine große Menge gasförmiger Materials in das zentrale Schwarze Loch ausgefällt wird. Der Verlust von Massen freisetzt Strahlungsenergie im X -Strahlspektrum.

Der Radiogalaxien Es sind elliptische Galaxien, die große Mengen an Radiofrequenzen ausgeben, zehntausendmal mehr als die aktuellen Galaxien. In diesen Galaxien gibt es Quellen - Funklappen - verbunden durch Filamente der Materie mit dem galaktischen Kern, die Elektronen in Gegenwart eines intensiven Magnetfelds emittieren.

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