Spiralgalakies oprindelse, udvikling og egenskaber

Spiralgalakser er blandt de smukkeste og rigelige galaksetyper i kosmos. Når kunstnere tegner galakser, er spiraler det, de først visualiserer. Dette skyldes sandsynligvis, at Mælkevejen er en spiral; ligesom den nærliggende Andromeda Galaxy. Deres former er resultatet af lange galaktiske evolutionsaktiviteter, som astronomer stadig arbejder for at forstå.

Spiralgalakser er kendetegnet ved deres fejende arme, der strækker sig ud fra det centrale område i et spiralmønster. De er opdelt i klasser baseret på, hvor tæt armene vikles, med de strameste klassificeret som Sa og dem med de løst sårede arme som Sd.

Nogle spiralgalakser har en "bar", der passerer gennem midten, hvor spiralarmene strækker sig. Disse er klassificeret som spærrede spiraler og følger den samme underklassificeringsmodel som "normale" spiralgalakser, undtagen med betegnere SBa - SBd. Vores egen Mælkevej er en spærret spiral, med en tyk "ryg" af stjerner og gas og støv, der passerer gennem det centrale kerne.

Nogle galakser er klassificeret som S0. Dette er galakser, for hvilke det er umuligt at se, om en "bar" er til stede.

Mange spiralgalakser har det, der er kendt som en galaktisk bule. Dette er en sfæroid pakket med masser af stjerner og indeholder inden i den en supermassivt sort hul der binder resten af ​​galaksen sammen.

Fra siden ser spiraler ud som flade skiver med centrale sfæroider. Vi ser mange stjerner og skyer af gas og støv. De indeholder dog også noget andet: massive haloer af mørkt stof. Denne mystiske "ting" er usynlig for ethvert eksperiment, der har forsøgt at direkte observere det. Mørket stof spiller en rolle i galakser, som også er ved at blive bestemt.

Disse galaksers spiralarme er fyldt med masser af varme, unge blå stjerner og endnu mere gas og støv (efter masse). Faktisk er vores sol på en slags underlige hensyntagen til den type virksomhed, den holder i denne region.

Inden i den centrale bule af spiralgalakser med løsere spiralarme (Sc og Sd) ligner populationen af ​​stjerner meget den i spiralarme, unge, blå blå stjerner, men i meget større densitet.

I kontrakter har spiralgalakser med strammere arme (Sa og Sb) en tendens til at have for det meste gamle, kølige, røde stjerner, der indeholder meget lidt metal.

Og selvom langt de fleste af stjernerne i disse galakser findes enten i spiralarmenes eller buenes plan, findes der en glorie rundt galaksen. Mens denne region er domineret af mørkt stof, er der også meget gamle stjerner, som regel med meget lav metallicitet, der kredser gennem galakseplanet i meget elliptiske baner.

Dannelsen af ​​spiralarmsegenskaber i galakser skyldes mest gravitationseffekten af ​​materiale i galaksen, når bølger passerer. Dette antyder, at puljer med større massetæthed bremser ned og danner "arme", når galaksen roterer. Når gas og støv passerer gennem disse arme, bliver det komprimeret for at danne nye stjerner, og armene udvides i massetæthed yderligere, hvilket forbedrer effekten. Nyere modeller har forsøgt at inkorporere mørkt stof og andre egenskaber ved disse galakser i en mere kompleks dannelsesteori.

Et andet definerende træk ved spiralgalakser er tilstedeværelsen af ​​supermassive sorte huller ved deres kerner. Det vides ikke, om alle spiralgalakser indeholder en af ​​disse behemoths, men der er et bjerg af indirekte bevis for, at stort set alle sådanne galakser vil indeholde dem inden for bule.

Det var faktisk af spiralgalakser, der først antydede muligheden for mørkt stof. Galaktisk rotation bestemmes af gravitationsinteraktioner mellem masserne, der findes i galaksen. Men computersimuleringer af spiralgalakser viste, at rotationshastighederne var forskellige fra dem, der blev observeret.

Enten var vores forståelse af generel relativitet mangelfuld, eller så var der en anden kilde til masse til stede. Siden relativitetsteori er blevet testet og verificeret på stort set alle skalaer, der hidtil har været modstand mod at udfordre det.

I stedet har forskere postuleret, at der findes en endnu usynet partikel, der ikke interagerer med den elektromagnetiske kraft - og mest sandsynligvis ikke den stærke styrke, og måske ikke engang den svage styrke (selvom nogle modeller inkluderer denne egenskab) - men det interagerer tyngdemæssigt.

Det menes, at spiralgalakser opretholder en mørk materie-glorie; et sfærisk volumen af ​​mørkt stof, der gennemsyrer hele regionen i og omkring galaksen.

Mørk stof er endnu ikke blevet opdaget direkte, men der er noget indirekte observationsbevis for dets eksistens. I løbet af de næste par årtier bør nye eksperimenter være i stand til at kaste lys over dette mysterium.

Redigeret og opdateret af Carolyn Collins Petersen.