Galaxii spirale caracteristice, formare și tipuri

5075
Robert Johnston

A galaxie spirală Este un grup monumental de stele în formă de disc cu brațe în spirală, care amintește de forma unei rotițe. Forma brațelor variază foarte mult, dar, în general, un centru condensat se distinge clar înconjurat de un disc din care răsar spiralele. 

Aproape 60% dintre galaxiile care sunt cunoscute în prezent sunt spirale cu următoarele structuri caracteristice: bombă centrală sau bombă galactică, disc, brațe spirale și halou.

Figura 1. Galaxia Pinwheel din constelația Ursa Major situată la 21 de milioane de ani lumină de Pământ. Sursa: Wikimedia Commons. ESA / Hubble [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)].

Acestea sunt galaxii de o frumusețe extraordinară care pot fi localizate în constelații precum Eridano. Toți au fost codificați datorită lucrării astronomului Edwin Hubble (1889-1953).

Indice articol

  • 1 Caracteristicile galaxiilor spirale
  • 2 Tipuri de galaxii spirale
    • 2.1 Teorii despre originea spiralelor
    • 2.2 Undele de densitate și autopropagarea stelelor
  • 3 Diferențe cu galaxiile eliptice
    • 3.1 Tabel comparativ
  • 4 Exemple de galaxii spirale
    • 4.1 Calea Lactee
    • 4.2 Andromeda
    • 4.3 Whirlpool Galaxy
  • 5 Referințe

Caracteristicile galaxiilor spirale

Două treimi din galaxiile spirale au o bară centrală, constituind un subtip numit galaxii spirale barate, pentru a le diferenția de galaxiile spirale simple. Au doar două spirale care ies din bar și se înfășoară în aceeași direcție. Calea Lactee este un exemplu de galaxie spirală cu bară, deși nu o putem observa din poziția noastră.

Bulionul central este de culoare roșiatică, datorită prezenței stelelor mai vechi. Există puțin gaz în nucleu în sine și o gaură neagră se găsește de obicei în centru. 

Discul, la rândul său, este albăstrui și bogat în gaz și praf, cu prezența unor stele tinere și mai fierbinți care orbitează pe căi aproape circulare în jurul nucleului galactic, dar mai lent decât cele ale nucleului..

În ceea ce privește spiralele, acestea vin într-o mare varietate, variind de la cele care se înfășoară strâns în jurul bombei centrale sau brațele dispuse mai deschis pe ea. Se remarcă datorită numărului mare de stele fierbinți, albastre, tinere pe care le conțin.

Există mai multe teorii despre motivul pentru care se formează, despre care vom vorbi mai târziu.

În cele din urmă, există un halo sferic care înconjoară întregul disc, sărac în gaz și praf, în care cele mai vechi stele sunt grupate în grupuri stelare globulare, grupuri uriașe cu mii și chiar milioane de stele care se mișcă cu viteză mare..

Tipuri de galaxii spirale

Pentru a clasifica galaxiile în funcție de morfologia lor (aspectul văzut de pe Pământ) se folosește diapazonul creat de Edwin Hubble în 1936. Această clasificare a fost modificată ulterior de alți astronomi prin adăugarea de subtipuri și numere la notația originală..

Hubble a codat galaxiile în acest fel: E pentru galaxiile eliptice, SO pentru galaxiile de formă lenticulară și S pentru spirale.. 

Ulterior s-au adăugat alte două categorii pentru a include galaxii spirale cu bare SB și galaxii a căror formă nu urmează un model și sunt neregulate: Irr. Aproximativ 90% din toate galaxiile observate sunt eliptice sau spirale. Doar 10% se află în categoria Irr.

Figura 2. Diagrama diapozitive a galaxiilor. Sursa: Wikimedia Commons. Încărcătorul original a fost Cosmo0 la Wikipedia engleză. (Textul original: Niciunul nu a fost dat) [Domeniul public].

Hubble a crezut că galaxiile și-au început viața ca structuri sferice de tip E0 și apoi au dezvoltat brațe și au devenit galaxii spirale care ar ajunge să fie neregulate.

Cu toate acestea, s-a demonstrat că acest lucru nu este cazul. Galaxiile eliptice au o mișcare de rotație mult mai lentă, care nu le va duce la aplatizarea și generarea spiralelor..

Pe brațele diapozitivului Hubble se află galaxiile spirale: S pentru spirale normale și SB pentru spirale cu bare. Literele mici indică subtipuri: „a” indică faptul că bobinele sunt strâns închise în jurul nucleului, în timp ce „c” este utilizat atunci când sunt mai slabe. De asemenea, proporția de gaz crește în consecință.

Calea Lactee este de tip SBb, cu Soarele într-unul din brațele spirale: brațul lui Orion, numit astfel pentru că conține și stelele acestei constelații, una dintre cele mai izbitoare văzute de pe Pământ..

Teorii despre originea spiralelor

Originea brațelor spirale nu este încă cunoscută cu certitudine, totuși există mai multe teorii care încearcă să le explice. Pentru început, astronomii au observat curând că diferite structuri dintr-o galaxie spirală se rotesc cu viteze diferite. Acest lucru este cunoscut sub numele de rotație diferențială și este o caracteristică a acestui tip de galaxie. 

Interiorul discului de galaxii spirale se rotește mult mai repede decât exteriorul, în timp ce haloul nu se rotește. Din acest motiv, la început s-a crezut că aceasta a fost cauza apariției spiralelor și nu numai aceasta, ci și dovada existenței materiei întunecate.

Cu toate acestea, dacă acesta este cazul, spiralele ar fi de scurtă durată (în termeni astronomici, desigur), deoarece ar ajunge să se înfășoare în jurul lor și să dispară.

Undele de densitate și auto-propagarea stelelor

O teorie mai acceptată pentru a explica existența spiralelor este cea a undelor de densitate. Această teorie, creată de astronomul suedez Bertil Lindblad (1895-1965) postulează că materia experimentează variații ale concentrației sale, care, la fel ca sunetul, se poate propaga în mediul galactic.

În acest fel, sunt create zone cu mai multă concentrare, cum ar fi spirale și altele cu mai puțin, care ar fi spațiile dintre ele. Dar aceste zone au o durată limitată, astfel încât brațele se pot mișca deși forma lor persistă în timp..

Acest lucru explică de ce spiralele sunt regiuni foarte active în ceea ce privește producția stelară. Acolo gazul și praful sunt mai concentrate, astfel încât gravitația intervine astfel încât materia să se aglomereze formând protostele, care vor da naștere la stele tinere și masive..

Cealaltă teorie care încearcă să explice spiralele este cea a auto-propagării. Se știe că stelele albastre masive din brațele spirale sunt de scurtă durată față de stelele mai reci și mai roșii din miez..

Primele își încheie de obicei viața prin explozii gigantice de supernovă, dar materialul poate fi reciclat în stele noi în același loc cu cele precedente: brațele spirale..

Acest lucru ar explica persistența armelor, dar nu și originea lor. Din acest motiv, astronomii cred mai degrabă că se datorează unei combinații de factori: aceeași rotație diferențială, existența undelor de densitate, auto-propagarea stelelor și interacțiunile suferite cu alte galaxii..

Toate aceste împrejurări dau naștere la diferite tipuri de brațe spiralate: subțiri și clar delimitate sau groase și slab definite.

Diferențe cu galaxiile eliptice

Cea mai evidentă diferență este că stelele din galaxiile eliptice sunt distribuite mai uniform decât în ​​spirale. În acestea apar concentrate în discul roșiatic și împrăștiate în brațele spiralate, de culoare albăstruie, pe de altă parte, distribuția în galaxiile eliptice este ovală.

O altă caracteristică distinctivă este prezența sau absența gazului și a prafului interstelar. În galaxiile eliptice, cea mai mare parte a materiei s-a transformat în stele cu mult timp în urmă, deci au puțin gaz și praf.. 

La rândul lor, galaxiile spirale au zone în care gazul și praful, care dau naștere la noi stele, sunt abundente.

Următoarea diferență notabilă este tipul de stele. Astronomii disting două populații stelare: populația I tânără și populația II, stele mai vechi. Galaxiile eliptice conțin stele ale populației II și câteva elemente mai grele decât heliul.

În contrast, galaxiile spirale conțin populații I și II. În disc și brațe predomină populația I, mai tânără și cu mare metalicitate. Aceasta înseamnă că conțin elemente grele, resturi de stele care au dispărut deja, în timp ce în halou se află cele mai vechi stele..

Acesta este motivul pentru care stelele continuă să se formeze în galaxiile spirale, în timp ce în galaxiile eliptice nu. Și este că galaxiile eliptice sunt probabil rezultatul coliziunilor dintre galaxii spirale și neregulate, în timpul cărora dispare cea mai mare parte a prafului cosmic și, odată cu acesta, posibilitatea de a crea noi stele..

Aceste coliziuni între galaxii sunt evenimente frecvente, de fapt se crede că Calea Lactee este în coliziune cu galaxii satelit mici: galaxia pitică eliptică Sagetator SagDEG și galaxia pitică Canis Major..

Tabel comparativ

Diferențele dintre galaxiile eliptice și spirale. Sursa: Fanny Zapata.

Exemple de galaxii spirale

Galaxiile spirale abundă în univers. Văzute de pe Pământ, acestea sunt obiecte de o frumusețe extraordinară datorită diverselor lor forme. De exemplu, în constelația Eridano există cinci galaxii spirale de diferite tipuri, inclusiv trei barate. Unul dintre ele este NGC 1300, prezentat mai jos.

Figura 3. Galaxia spirală blocată NGC 1300 în Erídano. Kevin Gill din Los Angeles, CA, Statele Unite [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

Calea Lactee

Este galaxia care găzduiește sistemul solar într-unul din brațele sale spirale. Conține între 100 și 400 de miliarde de stele cu o dimensiune estimată între 150 - 200 de mii de ani lumină. Face parte din așa-numitul grup local de galaxii, împreună cu Andromeda și alte 50 de galaxii, aproape toate pitici.

Andromeda

De asemenea, cunoscut sub numele de M31, este situat în constelația Andromeda, aproape de Cassiopeia, cu forma sa recunoscută de W. Poate fi văzut cu ochiul liber sau cu binoclu bun în nopțile senine, fără lună.. 

Deși a apărut deja în evidența astronomilor arabi antici, nu se știa că era o galaxie până la începutul secolului al XX-lea, grație observațiilor lui Edwin Hubble..

Figura 4. Galaxia Andromeda. Sursa: Pixabay.

Este la aproximativ 2,5 milioane de ani lumină distanță și este cam de dimensiunea Căii Lactee, deși se crede că este puțin mai masivă. Cu toate acestea, estimările recente indică faptul că masa sa este comparabilă cu cea a propriei noastre galaxii..

Andromeda se apropie de noi cu mare viteză, așa că este de așteptat ca în aproximativ 4,5 miliarde de ani să se ciocnească cu Calea Lactee, dând naștere unei gigantice galaxii eliptice..

Whirlpool Galaxy

Apare în catalogul lui Messier ca obiect M51 și a fost descoperit de Charles Messier însuși în 1773. Se găsește în constelația Canes Venatici pe cerul boreal, lângă Bootes și Leo, de unde poate fi văzut cu binoclu..

Acest obiect astronomic maiestuos are forma tipică a unei galaxii spirale și se află la o distanță estimată între 16 și 27 de milioane de ani lumină. Are o galaxie însoțitoare vizibilă clar în imaginile telescopului: galaxia NGC 5195.

Figura 5. Galaxia Whirlpool și galaxia sa prin satelit. Sursa: Wikimedia Commons. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) și The Hubble Heritage Team STScI / AURA) [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

Referințe

  1. Carroll, B. O introducere în astrofizica modernă. Al 2-lea. Ediție. Pearson. 
  2. Heras, A. Introducere Astronomia și astrofizica. Recuperat de pe: antonioheras.com.
  3. Oster, L. 1984. Astronomia modernă. Editorial Reverté.
  4. Wikipedia. Formarea și evoluția galaxiilor. Recuperat de pe: es.wikipedia.org.
  5. Wikipedia. Galaxii spirale. Recuperat de pe: en.wikipedia.org.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.