ELIPTIČNE GALAKSIJE: TVORBA, ZNAČILNOSTI, VRSTE, PRIMERI - ARTE - 2025

V eliptične galaksije so elipsoidni astronomski objekti. V notranjosti so te galaksije dom milijonov milijonov zvezd, planetov, nekaj plina, prahu in obilne temne snovi, ki so povezane zaradi sile gravitacije.

Manjka jim očitna struktura in njihova svetilnost je dokaj enakomerna, saj se zvezde redno razporejajo proti robom, kjer svetloba gladko razprši v obliki zelo šibke halo.

Slika 1. Svetla eliptična galaksija NGC 3610 v ozvezdju Ursa Major, ki jo vidi teleskop Hubble. Vir: Wikimedia Commons.

Oblikovanje in evolucija

Astrofiziki so sprva menili, da je bil velik zlom tisti, ki je povzročil eliptično galaksijo, kar je povzročilo intenzivno nastajanje zvezd, ki je sčasoma prenehalo. To hipotezo podpira dejstvo, da je zvezdna populacija teh galaksij starejša od drugih vrst.

Po drugi strani je v eliptičnih galaksijah zelo malo plina in prahu, kar je znano kot medzvezdna snov, ki je ravno surovina, potrebna za nastanek novih zvezd.

Toda trenutna opažanja potrjujejo, da kljub navidezni stabilnosti galaksije niso statične. Sila gravitacije jih povzroči, da medsebojno aktivno sodelujejo, kadar koli obstaja priložnost.

Zaradi tega trenutno prevladuje hipoteza, da imajo eliptične galaksije raznolik izvor in da bodo galaksije drugih oblik verjetno sčasoma postale eliptične.

Gravitacijski privlak lahko povzroči trke, ki povzročijo morebitno združitev. Dogodki takšnih razsežnosti niso redki, saj gravitacija odpira vrata tej možnosti. Poleg tega se eliptične galaksije pogosto nahajajo sredi galaktičnih grozdov, kjer je priložnost, da ujamejo material in se združijo z drugimi galaksijami.

Slika 2. Ti dve združitvi galaksije sta znani kot "miši". Nahajajo se v ozvezdju Coma Berenice. Vir: Wikimedia Commons.NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC / LO), M.Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), znanstvena ekipa ACS in ESA

To potrjuje dejstvo, da so bile znotraj nekaterih eliptičnih galaksij - modre pritlikave galaksije odkrite mlade modre zvezde - kar kaže, da niso popolnoma brez medzvezdne snovi.

Predlagano je tudi, da ko spiralne galaksije porabijo svojo surovino, se razvijejo v lečasta oblika, to je oblika diska brez spiralnih ročic. Zaporedni trki z drugimi galaksijami bi povzročili izgubo diska in preoblikovanje v elipsoid.

Splošne značilnosti

Za približek dimenzij v vesolju enote razdalje, ki se običajno uporabljajo na Zemlji, niso primerne. V astronomiji sta svetlobno leto parsec (pc) in kiloparsec (kpc) v skupni rabi:

1 kpc = 1000 pc = 3300 svetlobnih let

Pri merjenju mase objektov, ogromnih kot galaksije, se uporablja enota, imenovana sončna masa, ki jo označimo kot M☉, kar ustreza 2 x 10 ^ 30 kg.

Glede splošnih značilnosti eliptičnih galaksij je jasno, da je najbolj značilna njihova oblika, ki sega od skoraj sferičnih do zelo sploščenih elipsoidov.

Kot je bilo razloženo na začetku, so eliptične galaksije zelo nestrukturirane. Imajo dokaj redno razporeditev elipsoidnih oblik in so v večjem ali manjšem obsegu obkrožene z rahlo svetlobno halo. Nimajo diska ali druge strukture, ki še posebej izstopa.

Imajo lahko satelitske galaksije, veliko manjše galaksije, ki so pod njihovo gravitacijsko prevlado, čeprav to ni edinstveno za eliptične galaksije, ker ima naša Mlečna pot, zakrnjena spiralna galaksija, Magelanske oblake kot satelite.

Nekateri imajo tudi kroglične zvezdne grozde, kar lahko zmotimo za eliptične pritlikave galaksije. V zvezi s kinematiko zvezde, ki sestavljajo eliptično galaksijo, ponavadi sledijo zapletenim usmeritvam, kotni moment galaksije pa naj bi bil majhen.

Masa in mere

Glede na velikost je veliko variabilnosti. Ker imajo malo medzvezdnega plina in prahu, je masa eliptične galaksije zvezdna masa. Število zvezd se lahko razlikuje od nekaj milijonov do milijona milijonov zvezd.

Dosedanje ocene kažejo premer 1-200 kpc in v izjemnih primerih 1 Megaparsec - približno 3 milijone svetlobnih let.

Običajno je masa v območju 10 ^ 6-10 ^ 13 M☉. Majhne eliptične galaksije, ki jih imenujemo tudi pritlikave galaksije, so v bližini naše galaksije Mlečna pot v izobilju.

Na drugi skrajnosti so velikanske eliptične galaksije izjemne svetilnosti. Pravzaprav ima ta razred največje znane galaksije, ki so na splošno v središču galaksijskih grozdov, zato zelo verjetno dolgujejo svojo velikost, da se združijo s sosednjimi galaksijami.

Vrste

Astronom Edwin Hubble je galaksije razvrstil glede na njihovo obliko in vzpostavil pet osnovnih vzorcev. Njegova razvrstitev vključuje: eliptične, lečasta, spiralna, prečna in nepravilna spirala. Večina galaksij, približno 90%, je eliptičnih ali spiralnih.

Hubble je na začetku svoje klasifikacijske sheme postavil eliptične galaksije in jih označil za "zgodnje galaksije", ker je verjel, da se bodo kasneje razvile v druge oblike.

Če je a pol-glavna os in b pol-manjša os elipse, je eliptičnost e dana:

E = 1 - b / a

E je okvirno merilo, kako sploščeno je elipso, na primer, če sta a in b zelo blizu, je količnik b / a približno 1 in eliptičnost nič, kar ima za posledico sferično galaksijo.

Najvišja sprejeta vrednost za E je 3 in v Hubble klasifikaciji prvo mesto levo zasedajo sferične galaksije, ki so označene kot E0, sledijo vmesni tipi E1, E2, … do doseganja EN, kjer je N = 10 (l-b / a).

Najbolj znani tisti, ki segajo do E7, se nad to vrednostjo izgubi struktura galaksije.

Hubble je spremenil svojo prvotno klasifikacijo, ko je prispelo več informacij. Tako so tudi drugi astrofiziki vključili nove značilnosti poleg zgolj elipsoidne oblike. Za to so bile uporabljene druge črke, pa tudi male črke.

Eliptične kvadratne (boxy) in diskoidne (diskovne) galaksije

Zunaj Hubblovega zaporedja sta Ralf Bender in njegovi sodelavci leta 1988 predlagali dva nova izraza za razvrstitev eliptičnih galaksij, ki ne upoštevajo le oblike, temveč tudi druge zelo pomembne značilnosti.

Na ta način so bili razvrščeni v "boxy" in "disky", ki se prevajajo v kvadratne in diskoidne. Ta razvrstitev je bila narejena ob upoštevanju izofotskih linij, ki se na galaktični površini združijo z enako svetilnostjo.

Zanimivo je, da te črte ne sledijo eliptični obliki. V nekaterih galaksijah so ponavadi pravokotne, v drugih pa imajo obliko diska, od tod tudi ime.

Kvadratne imajo večjo svetilnost, so večje in bolj aktivne v smislu, da imajo radijske vire, pa tudi rentgenske žarke. Diskoidni so v tem pogledu umirjeni in njihova svetilnost je nižja.

Tudi pri isti klasifikaciji v Hubblovem zaporedju imata lahko dve eliptični galaksiji različne značilnosti, če je ena od njih škatlasta ali kvadratna, druga pa diskovna ali diskoidna. Te ponavadi imajo večjo rotacijo, okvirji pa so lahko posledica številnih združitev in galaktičnih interakcij.

Eliptične galaksije cD

So eliptične galaksije tako kolosalne, da jih je nemogoče zgrešiti, ko gre za temo. Lahko so široki 1 Mega-parsec in se nahajajo sredi galaktičnih grozdov.

Njihova velikost je verjetno posledica dejstva, da so rezultat združitve več galaksij: med 10 ¹³ in 10 ¹⁴ M☉. Imajo zelo svetlo osrednje jedro in so dom stotine tisoč krogličnih grozdov. Poleg tega se domneva, da vsebujejo veliko temne snovi, potrebno za razlago, da ostaja kohezivna.

Slika 3. Primerjava galaksij, v katerih izstopa kolosalna eliptična galaksija IC 1101. Vir: Wikimedia Commons.

Največji od vseh doslej je IC 1101 v gruči Abell 2029, v ozvezdju Devica. Odkril ga je William Herschel leta 1790 in ocenjen je največji premer 6 milijonov svetlobnih let.

Ker je njegovo jedro izjemno aktivno, se ne zdi verjetno, da gosti življenjske oblike ali vsaj ne takšne, kot jih poznamo na Zemlji.

Primeri

Eliptične galaksije se običajno nahajajo sredi grozdov galaksije, ki so združenja bolj ali manj velikih galaksij. V ozvezdju Devica in v Komi Berenice so opazne grozde.

Ker je večina galaksij tako oddaljenih, jih je oko precej težko prepoznati, vendar je s pomočjo teleskopov ali celo kakovostnega daljnogleda mogoče razlikovati galaksije vseh vrst.

Na internetu je veliko zemljevidov, pa tudi aplikacij za odkrivanje astronomskih predmetov. Galaksije ponavadi nimajo ustreznih imen, z nekaj izjemami, kot so Mlečna pot, Andromeda, Whirlpool ali Whirlpool in galaksija Sombrero.

Večina jih je označena s kataloško kodo: katalog Messier (M), NGC ali Novi splošni katalog in katalog IC Index, za kratico v angleščini.

Galaxy M87

Zvezdni objekt, znan kot M87 (ali NGC 4486), spada v skupino galaksij v ozvezdju Device. Je med najbližjimi eliptičnimi galaksijami na Zemlji, oddaljenih je približno 53 milijonov svetlobnih let, in je škatlastega tipa, opisanega v prejšnjem razdelku. Ima zelo aktivno jedro glede na radiofrekvenco in plazemsko oddajanje.

To je približno dvakrat večja masa naše Mlečne poti, brez temne snovi. Če bi to odkrili, bi se M87 izkazal za približno 200-krat bolj masiven kot Mlečna pot. V M87 je bilo ugotovljenih približno 12.000 krogličnih grozdov.

Slika 4. eliptična galaksija M87, ki jo vidimo s teleskopom Hubble. Vir: Wikimedia Commons.

M87 oddaja curek snovi, dolg približno 5000 svetlobnih let, za katero se verjame, da prihaja iz kolosalne črne luknje, obkrožene z vročim materialom, ki ni ravno v središču.

Galaxy M32

To je pritlikava eliptična galaksija, ki spremlja Andromedo, v istoimenskem ozvezdju. Ker je zelo kompakten in se vrti okoli zelo masivnega predmeta, nekateri strokovnjaki menijo, da je jedro starodavne galaksije, razstavljeno zaradi neke gravitacijske propada.

Slika 5. Na sliki je prikazana spiralna galaksija Andromeda, mala eliptična galaksija M32 pa majhna pika levo od središča. Vir: Wikimedia Commons. Torben hansen

Možno je, da je v starih časih trčil v samo Andromedo, na posnetkih pa lahko vidite, kako se zunanje zvezde M32 neusahljivo vlečejo proti svojemu večjemu sosedu.

Reference

1. Carroll, B. Uvod v sodobno astrofiziko. 2. Izdaja. Pearson. 874-1037.
2. Galaxy. Pridobljeno: es.wikipedia.org
3. Kako deluje. 2016. Knjiga vesolja. 8. Ed. Zamislite Publishing Ltd. 134-150.
4. Galaksije. Pridobljeno: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Mutlaq, J. Eliptične galaksije. Pridobljeno: docs.kde.org.
6. Oster, L. 1984. Moderna astronomija. Uredništvo Reverté. 315–394.
7. Pasachoff, J. 1992. Zvezde in planeti. Peterson Field Guides. 148-154.
8. Wikipedija. Eliptična galaksija M87. Pridobljeno: es.wikipedia.org.