GALAKSI: CIRI, KOMPONEN, JENIS, PEMBENTUKAN - ARTE - 2025

A galaksi ialah gagasan objek astronomi dan perkara, seperti gas dan debu awan, berbilion-bilion bintang, nebula, planet, asteroid, komet, lubang hitam, dan juga banyak perkara gelap, semua terima kasih berstruktur kepada kuasa graviti.

Sistem suria kita adalah sebahagian daripada galaksi spiral besar yang disebut Bima Sakti. Nama ini berasal dari bahasa Yunani dapat diterjemahkan sebagai "jalur susu", kerana kesamaannya dengan jalur cahaya redup yang melintasi sfera langit.

Gambar 1. Galaksi lentikular yang indah yang dikenali sebagai Sombrero Galaxy M104 di buruj Virgo, sejauh 29.35 juta tahun cahaya, dilihat dengan teleskop Hubble. Sumber: Wikimedia Commons.

Pada malam musim panas yang cerah dapat dilihat dengan baik antara rasi bintang Scorpio dan Sagittarius, kerana ke arah itu adalah inti dan di mana ketumpatan bintang jauh lebih tinggi.

Sejarah penemuan galaksi

Pemikir Yunani yang hebat dan ahli matematik Demokrat Abdera (460-370 SM) adalah yang pertama mencadangkan - pada zamannya tidak ada teleskop - bahawa Bima Sakti sebenarnya terdiri daripada ribuan bintang sejauh ini sehingga tidak dapat dibezakan. yang lain.

Perlu beberapa saat sebelum Galileo (1564-1642) menyetujuinya, ketika dengan menunjuk teleskopnya dia mendapati bahawa ada lebih banyak bintang di langit daripada yang dapat dia hitung.

Galileo Galilei - Sumber: Domenico Tintoretto

Falsafah Jerman Immanuel Kant (1724-1804) yang berspekulasi bahawa Bima Sakti terdiri dari ribuan sistem suria dan keseluruhannya memiliki bentuk elips dan berputar secara berirama di sekitar pusat.

Selanjutnya, dia juga menyarankan bahawa kumpulan bintang dan planet lain ada seperti Bima Sakti dan memanggilnya alam semesta pulau. Alam semesta pulau ini dapat dilihat dari Bumi sebagai tompok cahaya yang kecil dan samar.

20 tahun kemudian, pada tahun 1774, katalog Messier muncul, kumpulan 103 objek ruang dalam yang dapat dilihat hingga kini dan dibuat oleh ahli astronomi Perancis, Charles Messier (1730-1817).

Di antaranya adalah beberapa calon untuk alam semesta pulau, yang hanya dikenali sebagai nebula. Nebula M31 adalah salah satunya, yang kini dikenali sebagai galaksi Andromeda yang berdekatan.

William Herschel (1738-1822) akan memperluas senarai objek ruang dalam hingga 2.500 dan pertama kali menggambarkan bentuk Bima Sakti. Walau bagaimanapun, saintis belum menyedari bahawa nebula tertentu seperti M31 adalah konglomerat bintang besar yang serupa dengan Bima Sakti.

Teleskop dengan resolusi yang mencukupi diperlukan, dan dapat dibeli pada tahun 1904 ketika teleskop besar di Mount Wilson Observatory di California dibangun dengan cermin berdiameter 100 inci. Tidak sampai saat itu ukuran alam semesta menjadi jelas, kerana Bima Sakti yang sudah besar hanya satu galaksi, di antara konglomerat yang tak terhitung jumlahnya.

Pada tahun 1924, Edwin Hubble (1889-1953) berjaya mengukur jarak ke salah satu nebula spiral ini, memerhatikan bintang-bintang seperti Cepheid dalam objek M31, nebula berbentuk lingkaran yang paling luar biasa yang disebut Andromeda.

Cepheids adalah bintang yang secara berkala mengubah kecerahannya dan ini berkadar dengan noktah. Yang lebih cerah mempunyai jangka masa yang lebih lama.

Pada saat itu, Harold Shapley (1885-1972) telah memperkirakan ukuran Bima Sakti, tetapi begitu besar sehingga dia yakin bahawa Nebula Andromeda berada di pedalaman Bima Sakti.

Namun, Hubble menetapkan bahawa jarak ke Andromeda Cepheids jauh lebih besar daripada ukuran Bima Sakti dan oleh itu tidak dapat dijumpai di dalamnya. Andromeda, seperti Bima Sakti, adalah galaksi dengan sendirinya, walaupun untuk waktu yang lama ia tetap disebut "nebula ekstragalaktik."

Ciri umum

Galaksi mempunyai bentuk dan, seperti yang akan kita lihat nanti, ia dapat diklasifikasikan mengikut kriteria ini. Mereka juga mengandungi massa dan sama sekali bukan entiti statik, kerana mereka mempunyai pergerakan.

Terdapat galaksi raksasa dan sangat terang, seperti Bima Sakti dan Andromeda, dan juga galaksi yang disebut "kerdil", hingga seribu kali kurang terang. Untuk mengetahui ukurannya, adalah berguna untuk mengetahui beberapa unit ukuran yang digunakan dalam astronomi. Pertama kita mempunyai tahun cahaya.

Tahun cahaya adalah satuan jarak yang sama dengan jarak perjalanan cahaya dalam satu tahun. Oleh kerana kelajuan cahaya adalah 300.000 km / s, mengalikan dengan jumlah detik dalam 365 hari, hasilnya kira-kira 9 setengah miliar kilometer.

Untuk tujuan perbandingan, jarak dari Matahari ke Bumi adalah 8.5 minit cahaya, kira-kira 150 juta kilometer, yang kira-kira setara dengan satu AU atau unit astronomi, berguna dalam pengukuran dalam Sistem Suria. Bintang terdekat dengan Matahari adalah Proxima Centauri pada 4.2 tahun cahaya.

AU menimbulkan unit lain yang digunakan secara meluas: parsec atau parallax sesaat lengkok. Titik itu berada pada jarak parsec, bermaksud paralaksnya sama dengan 1 arka kedua antara Bumi dan Matahari. Gambar berikut menjelaskannya:

Rajah 2. Skema untuk menentukan parsec. Sumber: Wikimedia Commons. Kes47 (?).

Saiz, pergerakan dan komposisi kimia

Ukuran galaksi sangat bervariasi, dari sangat kecil sehingga hampir tidak mempunyai seribu bintang, hingga galaksi elips raksasa yang akan kita bicarakan secara terperinci kemudian.

Oleh itu, kita mempunyai Bima Sakti kita dengan diameter sekitar 100,000 tahun cahaya, menjadi galaksi besar, tetapi bukan yang terbesar. NGC 6872 adalah 520.000 tahun cahaya, kira-kira 5 kali diameter Bima Sakti, dan merupakan galaksi lingkaran terbesar yang diketahui setakat ini.

Galaksi tidak statik. Secara umum, bintang dan awan gas dan debu mempunyai gerakan putaran di sekitar pusat, tetapi tidak semua bahagian galaksi berputar dengan kelajuan yang sama. Bintang-bintang di tengah berputar lebih cepat daripada yang luar, dalam apa yang disebut putaran pembezaan.

Mengenai komposisi kimia, unsur yang paling umum di alam semesta adalah hidrogen dan helium. Di dalam bintang, seperti reaktor peleburan nuklear, unsur terberat yang kita tahu terbentuk melalui jadual berkala.

Warna dan kilauan galaksi berubah dari masa ke masa. Galaksi yang lebih muda lebih biru dan lebih terang daripada yang lebih tua.

Galaksi berbentuk elips cenderung ke arah merah, dengan banyak bintang yang lebih tua, sementara galaksi yang tidak teratur adalah yang paling biru. Pada galaksi berbentuk lingkaran, biru tertumpu ke arah pusat dan merah ke arah pinggir.

Komponen galaksi

Ketika memerhatikan galaksi, struktur seperti berikut dapat dikenal pasti, yang terdapat di Bima Sakti, yang telah diambil sebagai model kerana ia adalah yang terbaik dikaji:

Disco dan halo

Dua struktur asas galaksi kita adalah cakera dan lingkaran cahaya. Cakera berada di satah tengah yang ditentukan oleh galaksi dan mengandungi sejumlah besar gas antar bintang yang menimbulkan bintang baru. Ia juga mengandungi bintang lama dan kelompok terbuka - kumpulan bintang yang kurang tersusun.

Harus diingat bahawa tidak semua galaksi mempunyai kadar pembentukan bintang yang sama. Galaksi elips dipercayai mempunyai kadar yang jauh lebih rendah, tidak seperti lingkaran.

Matahari terletak di cakera galaksi Bima Sakti, pada bidang simetri dan seperti semua bintang di dalam cakera, ia mengorbit galaksi mengikuti jalan kira-kira bulat dan tegak lurus dengan paksi putaran galaksi. Memerlukan sekitar 250 juta tahun untuk menyelesaikan satu orbit.

Halo menutupi galaksi dengan isipadu sferoid yang kurang padat, kerana ia adalah wilayah dengan debu dan gas yang jauh lebih sedikit. Ia mengandungi gugus globular, bintang dikelompokkan oleh tindakan graviti dan jauh lebih tua daripada cakera, bintang individu dan juga apa yang disebut bahan gelap.

Bahan gelap adalah sejenis bahan yang sifatnya tidak diketahui. Ini berkat namanya karena tidak memancarkan sinaran elektromagnetik dan keberadaannya telah diusulkan untuk menjelaskan fakta bahawa bintang di luar bergerak lebih cepat dari yang diharapkan.

Kelajuan di mana bintang bergerak sehubungan dengan pusat galaksi bergantung pada bagaimana jirim diedarkan, kerana daya tarikan graviti disebabkan bintang itu berada di orbit. Kelajuan lebih cepat bermaksud ada lebih banyak perkara yang tidak dapat dilihat: jirim gelap.

Mentol, nukleus galaksi dan bar

Selain cakera dan lingkaran cahaya, di galaksi terdapat tonjolan, tonjolan pusat atau nukleus galaksi, di mana terdapat kepadatan bintang yang lebih besar, oleh karena itu sangat bercahaya.

Bentuknya kira-kira berbentuk sfera - walaupun seperti Bima Sakti lebih seperti kacang tanah - dan di tengahnya adalah inti, terdiri dari lubang hitam, fakta yang nampaknya biasa di banyak galaksi, terutama di yang berpusing.

Objek yang berada di sekitar nukleus berputar, seperti yang telah kita katakan, jauh lebih cepat daripada objek yang berada jauh. Di sana kelajuannya berkadar dengan jarak ke pusat.

Beberapa galaksi spiral seperti kita mempunyai bar, struktur yang melintasi pusat dan dari mana lengan spiral muncul. Terdapat lebih banyak halangan daripada galaksi spiral yang tidak dilarang.

Batang dipercayai boleh mengangkut bahan dari hujung ke mentol, menebalkannya dengan mempromosikan pembentukan bintang di inti.

Rajah 3. Komponen Bima Sakti. Matahari berada di salah satu lengan dan memiliki gerakan putaran di sekitar pusat galaksi, serta gerakan menegak. Sumber: Wikimedia Commons.

Jenis galaksi

Perkara pertama yang dihargai ketika memerhatikan galaksi melalui teleskop adalah bentuknya. Galaksi Andromeda yang besar, misalnya, berbentuk spiral, sementara pasangannya NGC 147 berbentuk elips.

Sistem klasifikasi galaksi didasarkan pada bentuk yang mereka miliki dan yang paling banyak digunakan hari ini adalah garpu penalaan Hubble atau urutan, yang dibuat sekitar tahun 1926 oleh Edwin Hubble, dan kemudian diubah oleh dirinya sendiri dan ahli astronomi lain, ketika informasi baru muncul.

Hubble merancang skema tersebut dengan kepercayaan bahawa ia mewakili sejenis evolusi galaksi, tetapi hari ini diketahui bahawa ini tidak berlaku. Huruf digunakan dalam urutan untuk menunjuk galaksi: E untuk galaksi elips, S untuk galaksi spiral, dan Irr untuk galaksi berbentuk tidak teratur.

Rajah 4. Garpu penalaan Hubble. Sumber: Wikimedia Commons.

Galaksi elips

Di sebelah kiri, di leher garpu penalaan, terdapat galaksi elips yang diwakili oleh huruf E. Bintang-bintang yang membentuknya diedarkan dengan cara yang lebih kurang sama.

Angka yang menyertai huruf menunjukkan betapa elips galaksi-eliptisitas-, dimulai dengan E0, yang paling bulat, hingga E7, yang paling rata. Tidak ada galaksi dengan elips yang lebih besar daripada 7 yang diperhatikan. Menunjukkan parameter ini sebagai є:

Є = 1 - (β / ɑ)

Dengan α dan β sebagai paksi separa utama dan kecil yang kelihatan masing-masing dari elips. Walau bagaimanapun, maklumat ini relatif, kerana kita hanya mempunyai pandangan dari Bumi. Sebagai contoh, tidak mungkin untuk mengetahui apakah galaksi yang ditunjukkan di tepi berbentuk elips, lentikular, atau lingkaran.

Galaksi elips raksasa adalah antara objek terbesar di alam semesta. Mereka adalah yang paling mudah diperhatikan, walaupun versi yang jauh lebih kecil, yang disebut galaksi elips kerdil, jauh lebih banyak.

Gambar 5. Galaksi elips NGC 1316, dalam buruj Fornax, bergabung dengan galaksi lain yang lebih kecil. Sumber: Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech / CTIO.

Galaksi lentikular dan spiral

Galaksi lentikular berbentuk cakera, tanpa lengan spiral, tetapi boleh dihalang. Tatanama mereka adalah S0 atau SB0 dan mereka betul-betul di garisan angka. Bergantung pada jumlah habuk (zon penyerapan tinggi) pada cakera anda, ia dibahagikan kepada S01, SB01 hingga S03 dan SB03.

Galaksi S adalah galaksi spiral yang tepat, sementara galaksi S adalah galaksi spiral terlarang, kerana spiral nampaknya muncul dari bar melalui tonjolan pusat. Sebilangan besar galaksi mempunyai bentuk ini.

Kedua-dua kelas galaksi dibezakan secara bergantian mengikut tahap kemudahan lengan spiral dan ditandai dengan huruf kecil. Ini ditentukan dengan membandingkan ukuran bonjolan terbesar dengan panjang cakera: L bulge / cakera L.

Rajah 6. Galaksi lingkaran Andromeda yang indah di buruj Cassiopea. Sumber: Gambar Wikimedia Commons dari NASA).

Contohnya, jika hasil tambah ini ≈ 0,3, galaksi dilambangkan sebagai Sa jika spiral sederhana, atau SBa jika dihalang. Di dalamnya, lingkaran kelihatan lebih ketat dan kepekatan bintang di lengan lebih lemah.

Semasa urutan terus ke kanan, lingkaran kelihatan lebih longgar. Nisbah bon / cakera untuk galaksi ini ialah: L bulge / L disk ≈ 0.05.

Sekiranya galaksi mempunyai ciri pertengahan, boleh ditambah dua huruf kecil. Contohnya Bima Sakti diklasifikasikan oleh beberapa sebagai SBbc.

Galaksi tidak teratur

Ini adalah galaksi yang bentuknya tidak sesuai dengan corak yang dinyatakan di atas.

Hubble sendiri membahagikannya kepada dua kumpulan: Irr I dan Irr II, di mana yang pertama hanya lebih teratur daripada yang kedua, kerana mereka mempunyai sesuatu yang mengingatkan pada bentuk lengan lingkaran.

Galaksi Irr II, kita boleh katakan, amorf dan tanpa struktur dalaman yang dikenali. Kedua-dua Irr I dan Irr II biasanya lebih kecil daripada galaksi elips atau galaksi spiral yang megah. Sebilangan penulis lebih suka menyebutnya sebagai galaksi kerdil. Antara galaksi tidak teratur yang paling terkenal adalah Magellanic Cloud yang berdekatan, dikelaskan sebagai Irr I.

Gambar 7. Galaksi tidak teratur NGC 5408, ditemui di buruj Centaurus oleh John Herschel pada tahun 1834. Pada mulanya ia dipercayai sebagai nebula planet. Sumber: Wikimedia Commons.

Setelah penerbitan urutan Hubble, ahli astronomi Perancis Gerard de Vaucouleurs (1918-1995) mencadangkan untuk menghapus nomenklatur Irr I dan Irr II dan memanggil Irr I, yang memiliki beberapa lengan lingkaran, sebagai galaksi Sd - SBd, Sm - SBm atau Im (The "m" adalah untuk galaksi Magellanic).

Akhirnya, galaksi yang bentuknya benar-benar tidak teratur dan tanpa jejak lingkaran, dipanggil Go. Dengan ini, klasifikasi moden tetap seperti ini:

Bagaimana galaksi terbentuk?

Pembentukan galaksi adalah subjek perbincangan aktif hari ini. Ahli kosmologi percaya bahawa alam semesta awal cukup gelap, dipenuhi dengan awan gas dan bahan gelap. Ini disebabkan oleh teori bahawa bintang pertama terbentuk dalam beberapa ratus juta tahun selepas Big Bang.

Sebaik sahaja mekanisme pengeluaran luar biasa dilaksanakan, ternyata kadarnya naik dan turun. Dan kerana bintang adalah galaksi, terdapat mekanisme yang berbeza yang menyebabkan pembentukan galaksi.

Daya tarikan graviti adalah daya purba yang menggerakkan pembentukan objek kosmik. Pengumpulan jirim yang kecil pada suatu ketika menarik lebih banyak jirim dan ia mula terkumpul.

Bima Sakti diyakini telah memulai dengan cara ini: pengumpulan materi kecil yang akhirnya menimbulkan sekelompok lingkaran cahaya, antaranya adalah bintang tertua di galaksi.

Putaran wujud dalam pengumpulan jisim yang mengikuti tempoh awal pembentukan bintang ini. Dan dengan putaran momentum sudut dibuat, pemuliharaannya menghasilkan kejatuhan jisim sfera yang mengubahnya menjadi cakera rata.

Galaksi dapat bertambah besar dengan bergabung dengan galaksi lain yang lebih kecil. Ini dipercayai berlaku hari ini dengan Bima Sakti dan jiran-jirannya yang lebih kecil, awan Magellanic.

Penggabungan lain yang diharapkan pada masa yang akan datang adalah pertembungan dengan Andromeda yang, tidak seperti kebanyakan galaksi, semakin dekat dengan kita. Andromeda kini berada 2.2 juta tahun cahaya.

Berapa banyak galaksi yang ada di alam semesta ini?

Walaupun sebahagian besar ruang kosong, terdapat berjuta-juta galaksi, mungkin 100 trilion daripadanya, berdasarkan beberapa anggaran. Yang lain menganggarkan 2 trilion galaksi. Sebilangan besar alam semesta masih belum diterokai dan tidak ada jawapan tepat untuk soalan ini.

Hanya dalam 12 hari, Teleskop Angkasa Hubble menemui 10,000 galaksi bentuk yang paling pelbagai. Jumlah galaksi sebenar di alam semesta tidak diketahui. Semasa memerhatikan dengan teleskop, perlu ditekankan bahawa anda melangkah lebih jauh bukan hanya dari jarak jauh, tetapi juga pada waktunya.

Cahaya matahari yang kita lihat mengambil masa 8.5 minit untuk sampai ke kita. Pandangan Andromeda yang kita perhatikan dengan teropong adalah dari 2.2 juta tahun yang lalu. Itulah sebabnya apa yang kita lihat dari Bumi berada dalam julat alam semesta yang dapat dilihat. Buat masa ini tidak ada cara untuk melihat apa yang ada di luar.

Salah satu cara untuk menganggarkan berapa banyak galaksi di alam semesta yang dapat dilihat adalah dengan mengambil gambar medan yang sangat dalam dari Hubble atau XDF, yang mewakili kawasan kecil dari cakerawala.

Dalam satu tembakan tersebut, 5500 galaksi dijumpai sejauh 13.2 bilion tahun cahaya. Dengan mengalikan nilai ini dengan jumlah XDF untuk seluruh ruang cakerawala, mereka menganggarkan 100,000 juta galaksi yang disebutkan.

Segala-galanya menunjukkan bahawa pada zaman dahulu terdapat lebih banyak galaksi daripada yang ada sekarang, tetapi bentuknya lebih kecil, biru, dan lebih tidak teratur daripada galaksi spiral yang elegan yang kita lihat hari ini.

Contoh galaksi

Walaupun ukurannya sangat besar, galaksi tidak menyendiri, tetapi dikelompokkan menjadi struktur hierarki.

Bima Sakti tergolong dalam Kumpulan Tempatan yang disebut, di mana semua anggota - kira-kira 54 - berada pada jarak tidak lebih dari 1 Mega-parsec. Kemudian ketumpatan galaksi menurun sehingga gugusan lain yang serupa dengan Kumpulan Tempatan muncul.

Di antara pelbagai galaksi yang banyak dijumpai, ada baiknya kita mengetengahkan beberapa contoh mengejutkan untuk keistimewaannya:

Galaksi elips raksasa

Galaksi terbesar yang dijumpai setakat ini berada di pusat kelompok galaksi. Mereka adalah galaksi elips besar yang graviti menarik galaksi lain, menelannya. Di galaksi ini, kadar pembentukan bintang sangat rendah, sehingga untuk terus berkembang mereka memerangkap orang lain.

Galaksi aktif

Galaksi aktif, tidak seperti galaksi yang lebih normal dan tenang seperti Bima Sakti, mengeluarkan frekuensi tenaga yang sangat tinggi, jauh lebih tinggi daripada yang dipancarkan oleh inti bintang, yang biasa terdapat di galaksi mana pun.

Frekuensi tenaga tinggi ini yang kuasanya setara dengan berbilion-bilion matahari keluar dari inti objek seperti quasar, yang ditemui pada tahun 1963. Anehnya, sebuah quasar, salah satu objek paling terang di alam semesta, mampu mengekalkan kadar ini selama berjuta-juta tahun.

Galaksi Seyfert adalah contoh lain dari galaksi aktif. Sejauh ini beberapa ratus telah ditemui. Inti memancarkan sinaran terionisasi, berubah mengikut masa.

Gambar 8. Galaksi Seyfert M 106. Sumber: Wikimedia Commons. X-ray: NASA / CXC / Univ. dari Maryland / AS Wilson et al .; Optik: Pal.Obs. DSS; IR: NASA / JPL-Caltech; VLA: NRAO / AUI / NSF

Dipercayai bahawa di sekitar pusat, sebilangan besar bahan gas meluru ke arah lubang hitam tengah. Kehilangan jisim membebaskan tenaga berseri dalam spektrum sinar-X.

Galaksi radio adalah galaksi elips yang memancarkan sejumlah besar frekuensi radio, sepuluh ribu kali lebih banyak daripada galaksi biasa. Di galaksi ini ada sumber - lobus radio - dihubungkan oleh filamen jirim dengan nukleus galaksi, yang memancarkan elektron dengan adanya medan magnet yang kuat.

Rujukan

1. Carroll, B. Pengenalan Astrofizik Moden. Ke-2. Edisi. Pearson. 874-1037.
2. Galaksi. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org
3. Bagaimana ia berfungsi. 2016. Buku Angkasa. 8hb. Ed. Imagine Publishing Ltd. 134-150.
4. Galaksi. Dipulihkan dari: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Oster, L. 1984. Astronomi Moden. Reverté Pengarang. 315-394.
6. Pasachoff, J. 1992. Bintang dan Planet. Petunjuk Padang Peterson. 148-154.
7. Quora. Berapa banyak galaksi yang ada? Dipulihkan dari: es.quora.com.
8. Pembaris untuk mengukur alam semesta. Dipulihkan dari: henrietta.iaa.es
9. Apa itu galaksi? Diperolehi dari: spaceplace.nasa.gov.