Utforska de olika galaxtyperna

Tack till instrument som Hubble rymdteleskop, astronomer vet mer om mångfalden av objekt i universum än tidigare generationer kunde till och med drömma om förståelse. Trots detta inser de flesta inte hur mångfaldigt universum är. Det gäller särskilt galaxer. Under lång tid sorterade astronomer dem efter deras former men visste inte riktigt bra om varför dessa former fanns. Med moderna teleskop och instrument har astronomer kunnat förstå varför galaxer är som de är. Faktum är att klassificering av galaxer efter deras utseende, i kombination med data om sina stjärnor och rörelser, ger astronomer insikt i galaktiska ursprung och evolution. Galaxy-berättelser sträcker sig nästan tillbaka till universums början. 

Denna utsikt över Hubble Space Telescope avslöjar tusentals galaxer som sträcker sig tillbaka till tiden över miljarder ljusår rymden. Bilden täcker en del av en stor galax folkräkning som kallas Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). NASA, ESA, GOODS-teamet och M. Giavialisco (University of Massachusetts, Amherst)

Spirala galaxer

Spiralgalaxer är de mest kända av alla galaxtyper. Typiskt har de en platt skivform och spiralarmar som lindar bort från kärnan. De innehåller också en central utbuktning, inom vilken ett supermassivt svart hål ligger.

Vissa spiralgalaxer har också en bar som går genom centrum, som är en överföringsledning för gas, damm och stjärnor. Dessa spärrad spiral galaxer står faktiskt för de flesta av spiralgalaxerna i vårt universum och astronomer vet nu att mjölkvägen i sig är en spärrad spiraltyp. Spiralformade galaxer domineras av mörk materia, vilket utgör nästan 80 procent av deras materia av massa.

Ett konstnärs koncept om hur vår galax ser utifrån. Notera stapeln tvärs över mitten och de två huvudarmarna, plus mindre. NASA / JPL-Caltech / ESO / R. Ont

Elliptiska galaxer

Mindre än en av sju galaxer i vårt universum är elliptiska galaxer. Som namnet antyder är dessa galaxer antingen från en sfärisk till äggliknande form. I vissa fall ser de liknar stora stjärnkluster, men närvaron av stora mängder mörk substans hjälper till att skilja dem från sina mindre motsvarigheter..

En jätte elliptisk galax har en liten granne med ett stort svart hål i sitt hjärta. NASA / ESA / STScI

Dessa galaxer innehåller endast små mängder gas och damm, vilket antyder att deras stjärnbildningsperiod har slutat, efter miljarder år av snabb stjärnföddsaktivitet. 

Detta ger faktiskt en ledtråd till deras bildning eftersom de tros uppstå ur kollisionen mellan två eller flera spiralgalaxer. När galaxer kolliderar sporrar handlingen stora skador av stjärnfödelse när deltagarnas sammankopplade gaser komprimeras och chockas. Detta leder till stjärnbildning i stor skala. 

Oregelbundna galaxer

Kanske är en fjärdedel av galaxer oregelbundna galaxer. Som man kan gissa verkar de sakna en distinkt form, till skillnad från spiral- eller elliptiska galaxer. Ibland har astronomer hänvisat till dem som "speciella" galaxer på grund av deras udda former.

Oavsett vad de kallas, vill astronomer förstå varför de ofta ser ut som udda bollar jämfört med andra galaxtyper. En möjlighet är att dessa galaxer har förvrängts av en närliggande eller förbipasserande massiv galax. Vi ser bevis för detta i några av de närliggande dvärggalaxierna som sträckes ut genom vår mjölkvägs tyngd när de kanibaliseras av vår galax.

Stor Magellanic Cloud (mitten till vänster) och Small Magellanic Cloud (övre centrum) över Paranal Observatory i Chile. European Southern Observatory

I vissa fall verkar det dock som om oregelbundna galaxer har skapats av sammanslagningar av galaxer. Bevis för detta ligger i de rika fälten av heta unga stjärnor som sannolikt skapades under interaktionerna.

Linsformade galaxer

De linsformiga galaxerna är till viss del felanpassningar. De innehåller egenskaper hos både spiral- och elliptiska galaxer. Av denna anledning är berättelsen om hur de bildades fortfarande ett pågående arbete, och många astronomer forskar aktivt på sitt ursprung. 

Galaxy NGC 5010 - en linsformig galax som har både spiraler och elliptiska egenskaper. NASA / ESA / STScI

Särskilda galaxtyper

Det finns också några galaxer som innehåller specialegenskaper som hjälper astronomer att klassificera dem ännu mer inom deras mer allmänna klassificeringar. 

• Dwarf Galaxies: Dessa är i huvudsak mindre versioner av de galaxer som listas ovan. Dvärg galaxer är svåra att definiera eftersom det inte finns något väl accepterat avskärning för vad som gör en galax "vanlig" eller "dvärg". Vissa har en platt form och benämns ofta "dvärgsfäroidaler". Milky Way kannibaliserar för närvarande ett antal av dessa mindre stjärnkollektioner. Astronomer kan spåra rörelserna hos sina stjärnor när de virvlar in i vår galax och studerar deras kemiska smink (även känd som "metallicitet").
• Starburst Galaxies: Vissa galaxer befinner sig i en period med mycket aktiv stjärnbildning. Dessa starburst-galaxer är faktiskt normala galaxer som på något sätt har störts för att antända mycket snabb stjärnbildning. Som nämnts ovan är galaxkollisioner och interaktioner den troliga orsaken till starburst "knutar" som ses i dessa föremål.
• Aktiva galaxer: Man tror att praktiskt taget alla normala galaxer innehåller ett supermassivt svart hål vid deras kärnor. I vissa fall kan emellertid denna centrala motor bli aktiv och driva enorma mängder energi bort från galaxen i form av kraftfulla strålar. Dessa aktiva galaktiska kärnor (eller AGN för kort) studeras i stor utsträckning, men det är fortfarande oklart vad som gör att det svarta hålet plötsligt blir aktivt. I vissa fall kan passerade moln av gas och damm falla in i det svarta hålets gravitationsbrunn. Materialet överhettas när det virvlar runt i det svarta hålets skiva, och en stråle kan bildas. Aktiviteten avger också röntgenstrålar och radioutsläpp, som kan upptäckas med teleskop här på jorden.

Studien av galaxtyper fortsätter, med astronomer som tittar tillbaka till de tidigaste epokarna av tiden med hjälp av Hubble och andra teleskoper. Hittills har de sett några av de allra första galaxerna och deras stjärnor. Dessa små "strimlor" av ljus är början på galaxerna vi ser idag. Uppgifterna från dessa observationer kommer att hjälpa förståelsen av galaktisk bildning tillbaka i en tid då universum var mycket, mycket ungt. 

Detta enkla diagram över galaxtyper kallas ofta Hubbles "stämgaffel". allmängods

Snabba fakta

• Galaxer finns i en mängd olika former och storlekar (kallas deras "morfologi").
• Spiralgalaxer är mycket vanliga, liksom elliptiska och oregelbundna. De första galaxerna var troligen oregelbundna.
• Galaxer växer och utvecklas genom kollisioner och sammanslagningar.

källor

• “Galaxy | KOSMOS." Centrum för astrofysik och superdatorer, astronomy.swin.edu.au/cosmos/g/galaxy.
• HubbleSite - Teleskopet - Hubble Essentials - Om Edwin Hubble, hubblesite.org/reference_desk/faq/all.php.cat=galaxies.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-are-galaxies.

Redigerad av Carolyn Collins Petersen.