Warto przeczytać

Kilka galaktyk można obserwować na ciemnym nocnym niebie nieuzbrojonym okiem. Jednak przez stulecia nazywane były obłokami lub mgławicami. Dopiero w 1610 roku, kiedy to Galileusz przy pomocy pierwszego teleskopu obserwował mleczny pas na niebie dowiódł, że jest to skupisko słabo świecących gwiazd. Wtedy zrozumiano, że Układ Słoneczny znajduje się w pewnej strukturze skupiającej gwiazdy. W połowie XVIII wieku obserwacje pozwoliły stwierdzić astronomom, że część pozostałych „obłoków” na nocnym niebie to również skupiska gwiazd. Były to czasy, w których nadal wielu uczonych sądziło, że Ziemia jest w centrum wszystkiego. Ze względu na brak odpowiedniej aparatury, nie można było jednoznacznie określić, że rozciągłe obiekty na niebie leżą znacznie dalej niż nasza Galaktyka.

R1Lh4wWJfL6oL

Rys. 1. Droga Mleczna widziana z Anglii. Na zdjęciu widać granatowo‑fioletowe niebo z jasnymi punkcikami o różnej wielkości. Przez środek nieba biegnie ukośny pas o jasnym zabarwieniu i nieregularnym kształcie biegnący od góry z północnego zachodu w dół w kierunku południowego wschodu. Pas w środku posiada ciemno fioletową nieregularną, mającą różnorodne rozgałęzienia smugę. Niebo na samym dole ma barwę ciemnopomarańczową. Na samym dole fotografii ciemny pas powierzchni ziemi. .

W 1750 roku Thomas Wright zasugerował, że Droga Mleczna (Rys. 1.) jest spłaszczonym dyskiem pełnym gwiazd. Pod koniec XVIII wieku Charles Messier stworzył katalog obiektów rozciągłych podobnych do mgławic. 50 lat później powstał teleskop umożliwiający rozróżniać strukturę tych mgławic. Wtedy zauważono, że część tych obiektów jest eliptyczna, niektóre posiadają spiralną strukturę. Ponieważ, w tamtych czasach, nie zdawano sobie sprawy z wielu zjawisk, toczył się spór pomiędzy obserwatorami – czy obiekty rozciągłe należą do naszej Galaktyki, czy też są znacznie dalej. W 1923 roku Edwin Hubble dostarczył rozstrzygających dowodów, że mgławice spiralne są odrębnymi obiektami. Hubble badał obiekt znany jako M31, czyli obiekt z katalogu Messiera znajdujący się na 31 pozycji – obecnie powszechnie znany jako galaktyka Andromedy (Rys. 2.). Hubble oddzielił jasne jądro od gwiazd wokół, wyznaczył na podstawie zmienności gwiazd odległość do tego obiektu. Galaktyka Andromedy okazała się być niezależnym układem gwiazd. Stało się jasne, że Galaktyka Andromedy jest znajdującą się najbliżej nas, bo zaledwie 2,5 miliona lat świetlnychrok świetlnylat świetlnych od Ziemi, dużą galaktyką spiralnągalaktyka spiralnagalaktyką spiralną.

RMOY6QkcuErYh

Rys. 2. przedstawia czarny wycinek z bardzo licznymi białymi punktami różnej wielkości. Na wysokości ok. jednej trzeciej rysunku widać jasny punkt otoczony elipsoidalną poświatą.

Obecnie definicja galaktyki jest następująca:

galaktyka – duży, grawitacyjnie związany układ gwiazd, pyłu i gazu międzygwiazdowego oraz niewidocznej ciemnej materii.

Galaktyka (Rys. 3a) może zawierać od 10Indeks górny 7⁷ (galaktyki karłowate) do nawet 10Indeks górny 14¹⁴ gwiazd krążących wokół wspólnego środka.

Przestrzeń międzygwiazdowa wypełniona jest pyłem i gazem, czyli materią międzygwiazdową oraz różnymi formami energii, takimi jak neutrina i promieniowanie elektromagnetyczne, które pochodzą ze świecących źródeł. Materia ta składa się z atomów, z których powstają wszystkie ciała niebieskie. Jest też wzbogacana innymi pierwiastkami podczas zderzeń ciał niebieskich i po śmierci masywnych gwiazd, które wyrzucają większość swojej materii w przestrzeń. Materia międzygwiazdowa w galaktykach kumuluje się w ramionach spiralnych – jest to przestrzeń silnie gwiazdotwórcza. W Drodze Mlecznej gęstość materii w ramionach wynosi średnio 10 atomów na centymetr sześcienny, natomiast w okolicy Słońca zaledwie 1 atom/cmIndeks górny 3³. Przestrzeń pomiędzy galaktykami jest prawie idealną próżnią. Gęstość materii pomiędzy galaktykami nie przekracza 1 atomu/mIndeks górny 3³.

Jeżeli materia międzygwiazdowa zwiększy swoją gęstość w wyniku czynników zewnętrznych (np. wybuch gwiazdy w sąsiedztwie) obłok materii zapada się i powstaje gwiazda. Rys. 3b. prezentuje obrazy dysków protogwiazdowych wykonanych przez sieć radioteleskopów ALMA. Odpowiednio duże ciśnienie, temperatura i masa w jądrze takiej protogwiazdy prowadzi do wyświecania energii. Jeżeli obłok nie był dostatecznie duży to po zapadnięciu wytworzy się obiekt, który nie świeci, ale porusza się w galaktyce tak jak inne obiekty astronomiczne.

Istotną składową każdej galaktyki jest hipotetyczna materia nieemitująca i nieodbijająca promieniowania. Nazywa się ją ciemną materią. O jej istnieniu świadczą ruchy gwiazd w galaktykach. Gdyby nie było ciemnej materii w galaktykach, żadna z nich nie utrzymałaby spiralnego kształtu. Ponadto obieg gwiazd wokół środka galaktyki z większą prędkością niż wyliczono z praw grawitacji świadczy o obecności znaczącej masy w ogromnym układzie grawitacyjnym, jakim są wszystkie galaktyki. Ciemna materia występuje głównie w dyskach galaktyk spiralnychgalaktyka spiralnagalaktyk spiralnych.

Hubble wprowadził podział morfologiczny galaktyk, czyli podzielił je na różne typy biorąc pod uwagę jedynie ich kształt. Rozdzielił galaktyki na następujące grupy:

- galaktyki eliptycznegalaktyka eliptycznagalaktyki eliptyczne (oznaczane: od E0 do E7 - z ang. elliptical),

- galaktyki spiralnegalaktyka spiralnagalaktyki spiralne (oznaczane S - z ang. spiral),

• z poprzeczką (SB)

• bez poprzeczki (S).

- galaktyki nieregularne (oznaczane Irr - z ang. irregular).

Typem pośrednim pomiędzy galaktyką eliptyczną i spiralną jest galaktyka soczewkowata (typ S0). Przykładem takiej galaktyki jest NGC3115 zwana galaktyką Wrzeciono.

Galaktyki eliptycznegalaktyka eliptycznaGalaktyki eliptyczne i soczewkowate stanowią zaledwie 1/5 populacji znanych galaktyk.

RK5BlqUIMJUkj

Rys. 3a. przedstawia czarny wycinek z bardzo licznymi jasnymi punktami różnej wielkości w kolorze białym i żółtym. Niektóre z nich są okrągłe, podłużne lub w formie elips. Na wysokości ok. jednej trzeciej rysunku widać jasny czerwony punkt otoczony z czterema wypustkami, przypominającymi krzyżyk.

RNCL4JGH5YlI8

Rys. 3b. to sześć ujęć dysków formujących się planet. Pięć z nich ma w centrum czerwono‑pomarańczowe figury w kształcie dysków, a ostatni prezentuje niebiesko białą okrągła poświatę w kształcie obwarzanka o jednym grubszym boku. Na rysunku pierwszym przedstawiono pomarańczowe koło o nierównych brzegach. w środku koła są współśrodkowe czarne okręgi o różnej grubości, a w centrum jasnopomarańczowy punkt łagodnie przechodzący w ciemniejsze odcienie na brzegach. Na rysunku drugim - pomarańczowy dysk nachylony pod kątem około czterdzieści pięć stopni o nierównych brzegach. W środku dysku są współśrodkowe brązowe elipsy o różnej grubości, a w centrum pomarańczowy punkt łagodnie przechodzący w ciemniejszy pomarańcz na brzegach. Na rysunku trzecim od góry - pomarańczowy dysk nachylony pod kątem ok. czterdzieści pięć stopni o nierównych brązowych brzegach. W środku dysku są współśrodkowe pomarańczowe elipsy o zbliżonej grubości, a w centrum jest rozmyty pomarańczowy punkt łagodnie przechodzący w pomarańcz na brzegach. Wyraźnie przedstawiono jasny środek i dwie jasne obręcze oraz trzecią ciemniejszą, rozmytą. Na kolejnym rysunku - pomarańczowy dysk nachylony pod kątem czterdzieści pięć stopni o nierównych brzegach. w środku dysku są współśrodkowe ciemnobrązowe elipsy o zbliżonej grubości, a w centrum jest pomarańczowy punkt o czerwonym konturze. Na rysunku piątym - dwie współśrodkowe pomarańczowe elipsy o rozmytych brzegach. Od zewnętrznej elipsy odchodzą dwa łukowate rozgałęzienia, przenikające się nawzajem. W centrum jest jasny żółty punkt o rozmytych brzegach łagodnie przechodzący w pomarańcz. Na zdjęciu ostatnim - niebiesko biała figura w kształcie obwarzanka o jednym grubszym boku. U góry gruba jasna poświata, na dole zanikający, ciemniejszy kształt.

Słowniczek