Typer af galakser:Hvorfor galakser kommer i forskellige former

Astronomer har anslået, at der er omkring 200 milliarder galakser i det observerbare univers. Men når vi ser andre typer af galakser portrætteret i science-fiction-film, har de en tendens til at have samme grundform som vores. Dette ville være et eksempel på vores menneske-centrerede skævheder. Selvom mange af dem minder om Mælkevejen, kommer andre i vildt forskellige former og former.

Du har sikkert set illustrationer af vores hjemmegalakse hængende på væggene i utallige naturfagslokaler. Men vi vil vædde på, at du ikke vidste, at disse plakater er forholdsmæssigt tykkere end en nøglekomponent i selve galaksen.

Det er rigtigt. Som et spejlæg består Mælkevejen af ​​en central bule omgivet af en flad, tynd skive. Og når vi siger "tynd", mener vi forbløffende tynd. Som fysiker og Forbes-korrespondent Jillian Scudder påpeger, er "skiven" af Mælkevejsgalaksen omkring 100.000 lysår lang, men kun omkring 0,6 lysår høj. Det betyder, at det forholdsmæssigt er 30 gange tyndere end et typisk ark printerpapir.

Men vi går foran os selv. Før vi lærer mere om, hvad der gør Mælkevejen unik, lad os tage et skridt tilbage og tale om, hvad alle galakser har til fælles.

1. Hvad er en galakse?
2. Hvordan galakser får deres former
3. The Mystery of the Bulge
4. Kolliderende galakser
5. Spiralgalakser
6. Elliptiske galakser
7. Lentikulære galakser
8. Uregelmæssige galakser

Hvad er en galakse?

Galakser er komplekse systemer, der holdes sammen af ​​tyngdekraften. De består af gasser, stjernestøv og millioner - nogle gange endda milliarder - af stjerner, som er ledsaget af deres egne planeter og asteroidebælter.

Ud af de mere end 200 milliarder galakser har mange en spiralform (som Mælkevejen). Der er et par andre galaksetyper, herunder uregelmæssige galakser, elliptiske galakser og linseformede galakser. Dværggalakser, som er mindre og har færre stjerner end spiralgalakser og elliptiske galakser, findes i en række forskellige former og størrelser.

Hvordan galakser får deres former

Hver galakse har en unik historie at fortælle. Historien om hver enkelt er tydelig i dens form. Forskere deler galakser op i en håndfuld udseendebaserede kategorier. Mælkevejen er, hvad der er kendt som en spiralgalakse, hvilket betyder, at den ligner en bred, fladtrykt skive med en lille bule, der rager udad i midten.

Dette arrangement er produktet af rotationshastighed, tid og tyngdekraft. For at lære mere talte vi med astrofysiker Raja GuhaThakurta, Ph.D., en professor ved University of California Santa Cruz og en autoritet i undersøgelsen af, hvordan galakser udvikler sig. Det er et felt, der inviterer til megen debat.

"Fysikken om, hvordan disse ting dannes, er ikke helt kendt eller afgjort," siger GuhaThakurta. Ikke desto mindre er det almindeligt antaget, at de fleste spiralgalakser begynder deres liv som snurrende skyer af gas og støv. Den hastighed, hvormed de roterer, betyder meget. Ifølge GuhaThakurta er massive, hurtigt roterende skyer mere tilbøjelige til at blive spiralgalakser.

Tyngdekraften forsøger at trække disse roterende, amorfe kroppe ind i fladtrykte planer. Over tid trækker skyerne sig sammen på grund af tyngdekraften og tab af energi på grund af friktion. Og på grund af et princip kaldet bevarelse af vinkelmomentum, roterer det hurtigere, når et roterende objekt trækker sig sammen.

Du kan se dette i aktion på din lokale skøjtebane. Erfarne skøjteløbere ved, at de kan øge deres rotationshastighed ved at trække armene indad.

Så ligesom en snurrende klat pizzadej dannes spiralgalakser, når formløse gas-/støvskyer flader ud med høj hastighed. De samme fysiske kræfter påvirker også udseendet af de spidse "arme", der kan ses rundt om randen af ​​sådanne galakser.

"Typerne af spiralarme er næsten helt sikkert relateret til rotationshastigheden," siger GuhaThakurta. Hurtigt roterende systemer har en tendens til at have en ring af små, stramme arme. I modsætning hertil har dem, der bevæger sig langsommere, længere, løst indpakket.

For at forstå hvorfor, anbefaler GuhaThakurta at prøve et lille hjemmeeksperiment:"Forestil dig at røre din kaffe. Læg en klat fløde et andet sted end i midten. Du vil bemærke, at cremen vil danne et spiralmønster," siger han. Rør derefter brygget med en ske. Hvis du gør det hurtigt, bliver mønsterets arme mindre og strammere.

Mysteriet med bulen

Okay, tid til en hurtig opsummering. Indtil videre har vi talt om, hvordan spiralgalakser udvikler sig, og hvordan rotation former deres arme. Men hvad er problemet med de buler, vi nævnte tidligere? I centrum af spiralgalakser finder du en hob af meget gamle stjerner, der kredser om et centralt punkt. Dette er bulen.

Mens stjernerne ude i skiven bevæger sig rundt i et velordnet, vandret plan, fungerer stjernerne, der udgør bulen, som bier, der uregelmæssigt myldrer rundt om et stade. Astronomer forsøger stadig at finde ud af, hvordan disse buler dannes. Nogle spekulerer i, at de udvikler sig før resten af ​​en spiralgalakse gør det, mens andre tror det omvendte er sandt.

Forestil dig nu en galakse, der er fuld af buler. Denne ting ville være diskfri og enten ligne en kæmpe, afrundet kugle eller en massiv amerikansk fodbold. Indeni ville dens stjerner kredse om galaksens centrale punkt i alle retninger. Tillykke, du har lige forestillet dig en elliptisk galakse.

Det er vigtigt at bemærke, at nogle galakser hverken er spiraler eller elliptiske. Såkaldte irregulære galakser mangler buler og kan komme i en lang række forskellige former.

Kolliderende galakser

Forskere har observeret nogle galaktiske fusioner, der i øjeblikket er i gang. Måske kommer de til at ligne pæne, velafrundede ellipsestreger en dag, men i øjeblikket fremstår disse udviklende fagforeninger uorganiserede og forvrængede.

Der er også et par dokumenterede eksempler på, at store spiralgalakser kannibaliserer mindre galakser, der er kommet for tæt på, hvor offeret langsomt bliver fortæret lidt efter lidt. Eksperter regner med, at vores helt egen Mælkevej til sidst vil kollidere med den nærliggende Andromeda-galakse, en proces, der vil rekonstituere disse to spiralgalakser til én elliptisk galakse.

Processen skulle begynde omkring 3 milliarder år fra nu og slutte om yderligere 4 milliarder år fra da. Det er klart, at det ikke er noget, nogen af ​​os vil leve for at se. Men uanset hvad, har videnskabsmænd allerede fundet på et navn til denne fremtidige elliptiske galakse:De kalder den "Milkomeda." Alle elsker en god portmanteau.

Spiralgalakser

En spiralgalakse har ligesom vores egen galakse en central bule og arme, der spiraler udad. Stjerner, gas og støv udgør disse arme og skaber et karakteristisk udseende, der ligner et pinwheel. Da spiralgalakser kommer i forskellige størrelser og former, har nogle mere stramt viklede spiralarme, og andre har mere løst forlængede.

De fleste galakser er spiralgalakser, og inden for denne kategori er spiralgalakser med spiral den mest tilbagevendende undertype. En spiralgalakse har en central stangformet struktur, der består af stjerner, gas og støv og strækker sig ud fra den galaktiske kerne. Forskere antager, at bjælken signalerer, at en galakse er fuldt moden.

Elliptiske galakser

En elliptisk galakse - som har en glat, ellipseformet eller sfærisk form - har ikke veldefinerede træk, såsom arme eller skiver. Sammensat af ældre stjerner indeholder de typisk relativt lidt interstellar gas og støv. Forskere mener, at en elliptisk galakse kan være et resultat af kolliderende galakser.

Kæmpe elliptiske galakser, en undertype af elliptisk galakse, er blandt de største og lyseste galakser og er ofte i centrum af en galaksehob - en samling af galakser holdt sammen af ​​deres gensidige tyngdekraft.

Lentikulære galakser

En blanding af spiral- og elliptiske galakser, linseformede galakser har en central bule, ældre stjerner og en flad, skivelignende struktur. De har ikke veldefinerede spiralarme. Nogle teorier hævder, at disse galakser ikke har arme, fordi de siden er falmet. En anden teori siger, at linseformede galakser er dannet ved sammensmeltningen af ​​spiralgalakser.

Uregelmæssige galakser

Som navnet antyder, har en uregelmæssig galakse ikke en veldefineret, symmetrisk form eller struktur. Formen kunne have været resultatet på grund af galakser, der kolliderer eller tyngdekraften fra en anden galakse. De har ikke et specifikt mønster af stjerner, gas og støv. De kan have en blanding af gamle og unge stjerner.

Denne artikel blev opdateret i forbindelse med AI-teknologi, og derefter faktatjekket og redigeret af en HowStuffWorks-redaktør.

Nu er det interessant

Ordet "galakse" stammer fra det græske ord "gala", som betyder "mælk" - som i "mælkevejen". Vores har et lysende bånd af stjerner, der er tydeligt synligt på nattehimlen. For gamle astronomer lignede dette et skår spildt mælk.