CZYM JEST EWOLUCJA GALAKTYCZNA?

Send

W pogodną noc na nocnym niebie widać pas Drogi Mlecznej. Przez tysiąclecia astronomowie patrzyli na nią z podziwem, powoli dochodząc do wniosku, że nasze Słońce jest zaledwie jedną z miliardów gwiazd w galaktyce. Z biegiem czasu, w miarę ulepszania się naszych instrumentów i metod, zdaliśmy sobie sprawę, że sama Droga Mleczna była zaledwie jedną z miliardów galaktyk tworzących Wszechświat.

Dzięki odkryciu Względności i prędkości światła doszliśmy również do zrozumienia, że kiedy patrzymy w przestrzeń, patrzymy również w przeszłość. Widząc obiekt oddalony o 1 miliard lat świetlnych, widzimy również, jak ten obiekt wyglądał 1 miliard lat temu. Ten efekt „maszyny czasu” pozwolił astronomom zbadać, jak powstały galaktyki (tj. Ewolucja galaktyki).

Proces powstawania i ewolucji galaktyk charakteryzuje się stałym wzrostem w czasie, który rozpoczął się wkrótce po Wielkim Wybuchu. Proces ten i ostateczny los galaktyk pozostają przedmiotem intensywnej fascynacji i wciąż są obarczone udziałem tajemnic.

Formacja galaktyk:

Obecny konsensus naukowy jest taki, że cała materia we Wszechświecie została stworzona około 13,8 miliarda lat temu podczas wydarzenia znanego jako Wielki Wybuch. W tym czasie cała materia została zwarta w bardzo małą kulkę o nieskończonej gęstości i intensywnym upale, zwaną Osobliwością. Nagle Osobliwość zaczęła się rozszerzać, a wszechświat, jaki znamy, zaczął.

Po gwałtownym rozszerzeniu i ochłodzeniu cała materia miała prawie jednorodny rozkład. W ciągu następnych kilku miliardów lat nieco gęstsze regiony Wszechświata zaczęły przyciągać się grawitacyjnie. Dlatego urosły jeszcze bardziej, tworząc chmury gazu i duże skupiska materii.

Grudki te stały się pierwotnymi galaktykami, gdy chmury wodoru w proto-galaktykach uległy zapadowi grawitacyjnemu i stały się pierwszymi gwiazdami. Niektóre z tych wczesnych obiektów były małe i stały się maleńkimi galaktykami karłowatymi, podczas gdy inne były znacznie większe i stały się znanymi kształtami spiralnymi, jak nasza Droga Mleczna.

Połączenia galaktyczne:

Po utworzeniu galaktyki te ewoluowały razem w większe struktury galaktyczne zwane grupami, gromadami i supergromadami. Z biegiem czasu galaktyki przyciągały się do siebie siłą grawitacji i zderzyły się ze sobą w szeregu połączeń. Wynik tych połączeń zależy od masy galaktyk w zderzeniu.

Małe galaktyki są rozrywane przez większe galaktyki i dodawane do masy większych galaktyk. Nasza własna Droga Mleczna pochłonęła ostatnio kilka galaktyk karłowatych, zamieniając je w strumienie gwiazd krążących wokół jądra galaktyki. Ale kiedy duże galaktyki o podobnej wielkości zejdą się, stają się gigantycznymi galaktykami eliptycznymi.

Kiedy tak się dzieje, delikatna spiralna struktura zostaje utracona, a połączone galaktyki stają się duże i eliptyczne. Galaktyki eliptyczne są jednymi z największych galaktyk, jakie kiedykolwiek zaobserwowano. Inną konsekwencją tych fuzji jest to, że supermasywne czarne dziury (SMBH) w ich centrach stają się jeszcze większe.

Pamiętaj, że nie wszystkie fuzje spowodują powstanie galaktyk eliptycznych. Ale wszystkie fuzje skutkują zmianą struktury połączonych galaktyk. Na przykład uważa się, że Droga Mleczna doświadcza drobnego fuzji z pobliskimi Obłokami Magellana; aw ostatnich latach ustalono, że galaktyka karłowata Canis Major połączyła się z naszą własną.

Podczas gdy fuzje są postrzegane jako gwałtowne wydarzenia, nie należy się spodziewać faktycznych kolizji między układami gwiezdnymi, biorąc pod uwagę ogromne odległości między gwiazdami. Fuzje mogą jednak skutkować grawitacyjnymi falami uderzeniowymi, które mogą wyzwalać powstawanie nowych gwiazd. Przewiduje się, że tak się stanie, gdy nasza własna galaktyka Drogi Mlecznej połączy się z galaktyką Andromeda za około 4 miliardy lat.

Galaktyczna śmierć:

Ostatecznie galaktyki przestają tworzyć gwiazdy po wyczerpaniu zapasów zimnego gazu i pyłu. W miarę wyczerpania zapasów formowanie się gwiazd zwalnia w ciągu miliardów lat, aż do całkowitego ustania. Jednak trwające fuzje zapewnią, że świeże gwiazdy, gaz i pył zostaną osadzone w starszych galaktykach, co przedłuży ich życie.

Obecnie uważa się, że nasza galaktyka zużyła większość wodoru, a powstawanie gwiazd będzie spowalniać do wyczerpania się zapasów. Gwiazdy takie jak nasze Słońce mogą przetrwać około 10 miliardów lat; ale najmniejsze, najfajniejsze czerwone karły mogą przetrwać kilka bilionów lat. Jednak dzięki obecności galaktyk karłowatych i zbliżającej się fuzji z Andromedą nasza galaktyka może istnieć jeszcze dłużej.

Jednak wszystkie galaktyki w tym otoczeniu Wszechświata ostatecznie zostaną ze sobą związane grawitacyjnie i połączą się w gigantyczną galaktykę eliptyczną. Astronomowie widzieli przykłady tego rodzaju „kopalnych galaktyk”, z których dobrym jest Messier 49 - supermasywna galaktyka eliptyczna.

Te galaktyki zużyły wszystkie swoje rezerwy gazu formującego gwiazdy, a wszystko, co pozostało, to gwiazdy dłużej trwające. W końcu, przez długi czas, gwiazdy te będą mrugać jeden po drugim, aż całość będzie temperaturą tła Wszechświata.

Po tym, jak nasza galaktyka połączy się z Andromedą i połączy ze wszystkimi innymi pobliskimi galaktykami w lokalnej grupie, możemy spodziewać się, że ona również spotka podobny los. I tak, ewolucja galaktyk zachodzi przez miliardy lat i będzie miała miejsce w dającej się przewidzieć przyszłości.

Napisaliśmy wiele artykułów o galaktykach dla czasopisma Space Magazine. Oto, czym jest Droga Mleczna ?, Jak powstała Droga Mleczna ?, Co się dzieje, gdy zderzają się galaktyki?

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji o galaktykach, zapoznaj się z aktualnościami na temat galaktyk Hubblesite, a tutaj jest strona naukowa NASA na temat galaktyk.

Nagraliśmy także odcinek Astronomy Cast o galaktykach - Episode 97: Galaxies.

Źródła: