Oregelbundna galaxer Udda formade mysterier av universum

Ordet "galaxen" tänker på bilder av Vintergatan eller kanske Andromeda-galaxen med sina spiralarmar och centrala utbuktningar. Dessa spiralgalaxer är vad folk vanligtvis föreställer sig att alla galaxer ser ut. Ändå finns det många typer av galaxer i universum och de är inte alla spiraler. Vi lever visserligen i en spiralgalax, men det finns också elliptiska (rundade utan spiralarmar) och linser (typ av cigarettformad). Det finns en annan uppsättning galaxer som är ganska formlösa, inte nödvändigtvis har spiralarmar, men har många platser där stjärnor bildas. Dessa udda, klumpiga kallas "oregelbundna" galaxer. Ibland klumpas de in med de så kallade "märkliga" galaxerna på grund av deras ovanliga former eller andra egenskaper.

Hubble rymdteleskopets djupaste bild av kosmos. Det finns hundratals galaxer av alla former och storlekar i den här bilden. NASA / ESA / STScI

Så många som en fjärdedel av kända galaxer är oregelbundna. Utan spiralarmar eller central utbuktning verkar de inte visuellt dela mycket gemensamt med varken spiral- eller elliptiska galaxer. Men de har vissa egenskaper gemensamt med spiraler, åtminstone. För en sak, många har platser med aktiv stjärntillverkning. Vissa kan till och med ha svarta hål i hjärtat.

Bildande av oregelbundna galaxer

Så hur bildar oregelbundenhet? Det verkar som om de vanligtvis bildas genom gravitationsinteraktioner och sammanslagningar av andra galaxer. De flesta, om inte alla, började livet som någon annan galaxtyp. Sedan genom interaktioner med varandra blev de förvrängda och förlorade några, om inte alla deras form och funktioner.

Hubble Space Telescope tittade på ett par kolliderande galaxer som trasslar när de interagerar. NASA / ESA / STScI

Vissa kan ha skapats helt enkelt genom att passera nära en annan galax. Den andra galaxens tyngdkraft skulle dra på den och varpa sin form. Detta kommer särskilt att hända om de passerar nära större galaxer. Det är troligt vad som hände med de magelliska molnen, de mindre följeslagare till Vintergatan. Det verkar som att de en gång var små spärrade spiraler. På grund av deras närhet till vår galax förvrängdes de av gravitationsinteraktioner i deras nuvarande ovanliga former.

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

Andra oregelbundna galaxer verkar ha skapats genom sammanslagningar av galaxer. Om några miljarder år kommer Vintergatan att smälta samman med Andromedas galax. Under den första tidpunkten för kollisionen kan den nybildade galaxen (som har smeknamnet "Milkdromeda") se ut att vara oregelbunden eftersom all galaxens allvar drar på den andra och sträcker dem som taffy. Sedan, efter miljarder år, kan de så småningom bilda en elliptisk galax.

Denna NASA / ESA Hubble Space Telescope-bild visar den massiva elliptiska galaxen Messier 60 (även kallad M60 eller NGC 4649). NASA / ESA / STScI

Vissa forskare misstänker att stora oregelbundna galaxer är ett mellansteg mellan sammanslagningen av spiralgalaxer av liknande storlek och deras eventuella slutliga former som elliptiska galaxer. Det mest troliga scenariot är att två spiraler antingen minglar ihop eller helt enkelt passerar mycket nära varandra, vilket resulterar i förändringar av båda parterna i den "galaktiska dansen". 

Det finns också en liten population av oregelbundenheter som inte passar in i andra kategorier. Dessa kallas dvärg oregelbundna galaxer. De ser också mycket ut som vissa galaxer eftersom de fanns tidigt i universums historia, utan en bestämd form och ser mer ut som en "strimla" av en galax. Betyder detta att de oregelbundenheter som observeras idag liknar tidiga galaxer? Eller finns det någon annan evolutionär väg som de tar? Juryn är fortfarande ute på dessa frågor eftersom astronomer fortsätter att studera dem och jämföra yngre med de de ser som fanns för många miljarder år sedan.

Typer av oregelbundna galaxer

Oregelbundna galaxer finns i alla möjliga former och storlekar. Detta är inte förvånande med tanke på att de kan ha börjat som antingen spiral- eller elliptiska galaxer och helt enkelt förvrängda genom sammanslagningen av två eller flera galaxer, eller kanske genom närliggande gravitationsförvrängning från en annan galax.

Oregelbundna galaxer kan dock fortfarande falla in i ett antal undertyper. Skillnaderna är vanligtvis förknippade med deras form och egenskaper, eller brist på dessa, och med deras storlek.

Oregelbundna galaxer, särskilt dvärgarna, är fortfarande inte väl förstått. Som vi redan har diskuterat är deras bildning kärnan i frågan, särskilt när vi jämför gamla (avlägsna) oregelbundna galaxer med nyare (närmare).

Oregelbundna undertyper

Oregelbundna galaxer (Irr I): Den första undertypen av oregelbundna galaxer kallas Irr-I-galaxer (Irr I för kort) och kännetecknas av att ha en viss struktur, men inte tillräckligt för att klassificera den som en spiral- eller elliptiska galaxer (eller någon annan typ). Vissa kataloger bryter denna undertyp ännu längre ned i de som uppvisar antingen spiralegenskaper (Sm) - eller spärrade spiralegenskaper (SBm) - och de som har struktur, men inte struktur som är associerade med spiralgalaxier som en central utbuktning eller armfunktioner . Dessa identifieras därför som "Im" oregelbundna galaxer. 

Irregular II Galaxies (Irr II): Den andra typen av oregelbunden galax har ingen funktion någonsin. När de bildades genom gravitationsinteraktion var tidvattenkrafterna starka nog för att eliminera all identifierad struktur av vilken galaxtyp den kan ha varit tidigare.

Dvärg oregelbundna galaxer: Den sista typen av oregelbunden galax är den dvärg oregelbundna galaxen som nämns ovan. Som namnet antyder är dessa galaxer mindre versioner av de två undertyperna som listas ovan. Vissa av dem innehåller struktur (dIrrs I), medan andra inte har några spår av sådana funktioner (dIrrs II). Det finns ingen officiell avskärning, storleksmässigt, för vad som utgör en "normal" oregelbunden galax och vad som är en dvärg. Dvärggalaxierna har emellertid en låg metallicitet (det betyder att de mestadels är väte, med låga mängder tyngre element). De kan också bildas på ett annat sätt än oregelbundna galaxer i normalstorlek. Vissa galaxer som för närvarande klassificeras som dvärgregler är helt enkelt små spiralgalaxier som har förvrängts av en mycket större närliggande galax.