Πόσοι τύποι γαλαξιών υπάρχουν;

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι υπάρχουν περίπου δύο τρισεκατομμύρια γαλαξίες στο γνωστό σύμπαν — ο καθένας με τη δική του μοναδική συλλογή από αστέρια, σκόνη, σκοτεινή ύλη και αέρια συνδεδεμένα μεταξύ τους με τη βαρύτητα.

Το μέγεθος, το σχήμα και η σύνθεση των γαλαξιών ποικίλλουν σημαντικά. Μερικοί γαλαξίες είναι αμυδροί, μικροί και διάχυτοι, ενώ άλλοι είναι μεγάλοι, πυκνοί και φωτεινοί.

Προκειμένου να γίνουν πιο κατανοητοί οι γαλαξίες, οι αστρονόμοι έχουν δημιουργήσει συστήματα ταξινόμησης γαλαξιών που οργανώνουν όλους τους γνωστούς γαλαξίες σε ομάδες.

Η γνώση αυτών των ομάδων θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε πώς σχηματίζονται και αλλάζουν οι γαλαξίες με την πάροδο του χρόνου — καθώς και πώς να κατανοήσετε την τεράστια ποικιλία γαλαξιών στο σύμπαν.

Πώς ταξινομούν οι επιστήμονες τους γαλαξίες;

Οι περισσότερες σύγχρονες προσεγγίσεις για την ταξινόμηση των γαλαξιών βασίζονται στην ακολουθία Hubble που αναπτύχθηκε από τον Αμερικανό αστρονόμο Edwin Hubble το 1926. Το Hubble χρησιμοποίησε πληροφορίες για το γνωστό σύμπαν για να ομαδοποιήσει τους γαλαξίες με βάση το σχήμα τους, χρησιμοποιώντας την ορατή εμφάνιση των γαλαξιών για να δημιουργήσει τρεις κύριους τύπους γαλαξιών:ελλειπτικό , σπιράλ και ακανόνιστο .

Στη συνέχεια, το Hubble διέσπασε καθεμία από αυτές τις τρεις ομάδες σε περαιτέρω υποτύπους, πάλι με βάση την εμφάνιση των γαλαξιών.

Από τότε που δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά η αρχική έρευνα του Hubble, άλλοι αστρονόμοι και επιστήμονες εργάστηκαν για να κάνουν το σύστημά του πιο συνεπές και καλύτερο στην οργάνωση της τεράστιας ποικιλίας σχημάτων και μεγεθών γαλαξιών που έχουμε ανακαλύψει μέχρι στιγμής.

Ελλειπτικοί Γαλαξίες

Οι ελλειπτικοί μοιάζουν με σφαίρες, κύκλους ή ελλείψεις και αντιπροσωπεύουν περίπου το ένα τρίτο όλων των γαλαξιών. Κυμαίνονται σε μέγεθος και σχήμα από σχεδόν κυκλικούς γαλαξίες έως γαλαξίες που είναι πολύ μακρύι και ωοειδείς στην εμφάνιση.

Τυπικά, αυτοί οι γαλαξίες βρίσκονται κοντά σε μεγάλους αριθμούς σφαιρικών σμηνών, σφαιρικές συλλογές αστεριών. Βρίσκονται επίσης συχνά σε σμήνη γαλαξιών και ομάδες γαλαξιών, κοντά σε άλλους ελλειπτικούς γαλαξίες και άλλους τύπους γαλαξιών.

Σε σύγκριση με άλλους γαλαξίες, οι ελλειπτικοί έχουν πολύ λίγο αέριο και σκόνη. Ως αποτέλεσμα, σε αυτούς τους γαλαξίες συνήθως υπάρχει ελάχιστος έως καθόλου νέος σχηματισμός άστρων. Τα περισσότερα αστέρια σε ελλειπτικούς γαλαξίες είναι επίσης παλαιότερα.

Οι μεγαλύτεροι ελλειπτικοί γαλαξίες, που μπορεί να έχουν μήκος έως και 300.000 έτη φωτός, είναι επίσης οι πιο σπάνιοι. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτοί οι γαλαξίες μπορεί να προέρχονται από μια συγχώνευση δύο μικρότερων γαλαξιών.

Τα ελλειπτικά που είναι αρκετά μεγάλα φαίνεται να περιέχουν πάντα μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο τους. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πόσο σχηματίζονται υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, αλλά πιστεύουν ότι μπορεί να αναδυθούν όταν το σύννεφο αερίου καταρρέει κατά τη διάρκεια του σχηματισμού ενός γαλαξία. Γενικά, όσο μεγαλύτερος είναι ο ελλειπτικός γαλαξίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η μαύρη τρύπα.

Τα μικρά, νάνοι ελλειπτικά είναι πολύ πιο κοινά. Αυτοί οι γαλαξίες έχουν συνήθως πλάτος μόλις μερικές χιλιάδες έτη φωτός.

Σπειροειδής Γαλαξίες

Οι σπείρες χαρακτηρίζονται από την κυκλική τους συμμετρία, έναν διογκωμένο κεντρικό πυρήνα και αμυδρό εξωτερικό δίσκο, σπειροειδείς βραχίονες και ένα φωτοστέφανο από αστέρια. Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, αυτοί οι γαλαξίες έχουν ένα εξαιρετικά ορατό σπειροειδές σχήμα με τη μορφή διακριτών βραχιόνων που εκτείνονται μακριά από τον πυρήνα.

Τα αστέρια σε έναν σπειροειδή γαλαξία είναι σφιχτά συσκευασμένα στο εξόγκωμα και τον πυρήνα, αλλά γίνονται πιο διάχυτα όσο πιο μακριά βρίσκονται από το κέντρο του γαλαξία.

Οι σπείρες είναι ο πιο κοινός τύπος γαλαξιών στο σύμπαν, που αντιπροσωπεύουν περίπου το 60% των παρατηρήσιμων γαλαξιών.

Πολλά εξογκώματα πιστεύεται ότι περιέχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες — το αντικείμενο του Τοξότη Α* στο κέντρο του Γαλαξία, του πιο γνωστού σπειροειδούς γαλαξία, είναι ένα παράδειγμα πιθανής υπερμεγέθους μαύρης τρύπας.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι σπειροειδών γαλαξιών - οι κανονικοί σπειροειδείς και οι σπειροειδείς σπείρες. Σε σπειροειδείς ράβδους, υπάρχει μια ράβδος αστεριών που διατρέχει το κεντρικό εξόγκωμα του γαλαξία και τον πυρήνα του. Οι βραχίονες των σπειρών με ράβδους ξεκινούν συνήθως από τα άκρα των ράβδων και όχι από τον πυρήνα του γαλαξία.

Οι κανονικές σπείρες, αντίθετα, δεν έχουν εμφανή κεντρική ράβδο και οι σπειροειδείς βραχίονες του γαλαξία ξεκινούν απευθείας από το κέντρο του γαλαξία.

Εκτός από αυτούς τους δύο κύριους τύπους σπειρών, υπάρχουν και φακοειδείς γαλαξίες. Αυτοί είναι γαλαξίες που έχουν χαρακτηριστικά τόσο σπειροειδών όσο και ελλειπτικών. Σε σχήμα, φαίνονται παρόμοια με φακό.

Όπως οι σπειροειδείς γαλαξίες, διαθέτουν ένα κεντρικό εξόγκωμα και εξωτερικό δίσκο. Σε αντίθεση με τους περισσότερους σπειροειδείς γαλαξίες, ωστόσο, δεν διαθέτουν σπειροειδείς βραχίονες. Το πώς δημιουργούνται οι φακοειδείς γαλαξίες είναι ακόμα άγνωστο, αλλά οι επιστήμονες υποθέτουν ότι μπορεί αρχικά να ήταν σπειροειδείς γαλαξίες που έχασαν ή εξαντλούσαν το διαστρικό υλικό τους.

Ακανόνιστοι γαλαξίες

Οι ακανόνιστοι γαλαξίες είναι γαλαξίες χωρίς καθορισμένη ή αναγνωρίσιμη δομή. Συνήθως τους λείπει ένας προφανής πυρήνας.

Αυτοί οι γαλαξίες αντιπροσωπεύουν περίπου το πέντε τοις εκατό όλων των γαλαξιών στο σύμπαν. Οι περισσότεροι ακανόνιστοι γαλαξίες περιέχουν μεγάλες ποσότητες σκόνης και αερίου, διευκολύνοντας το σχηματισμό νέων αστέρων.

Οι νάνοι ακανόνιστοι γαλαξίες είναι ιδιαίτερα μικροί ακανόνιστοι γαλαξίες. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτοί οι γαλαξίες μοιάζουν με αυτό που έμοιαζαν μερικοί από τους πρώτους γαλαξίες στο σύμπαν.

Το Hubble όρισε δύο τύπους ακανόνιστων γαλαξιών — Irr I, που έχουν κάποια ορατή σπειροειδή ή ελλειπτική δομή και Irr II, που φαίνεται να είναι σχεδόν εντελώς τυχαίοι στη δομή τους.

Άλλα σχήματα γαλαξιών

Ενώ το σύστημα του Hubble αντιπροσωπεύει τους περισσότερους γαλαξίες στο σύμπαν, δεν είναι εύκολο να ταξινομηθεί κάθε γαλαξίας.

Μερικοί, όπως ο γαλαξίας του αντικειμένου Hoag σε σχήμα δακτυλίου, μερικές φορές δεν μπορούν πραγματικά να περιγραφούν ως ελλειπτικοί, σπειροειδείς ή ακανόνιστοι με την έννοια άλλων ακανόνιστων γαλαξιών. Αντίθετα, οι αστρονόμοι θα χρησιμοποιήσουν άλλες λέξεις για να περιγράψουν το σχήμα τους και πώς πιθανότατα δημιουργήθηκαν.

Άλλοι ασυνήθιστοι γαλαξίες είναι αρκετά κοντά σε έναν από τους τρεις κύριους τύπους γαλαξιών που περιγράφονται από την ακολουθία του Hubble για να περιγραφούν χρησιμοποιώντας αυτούς τους τύπους. Οι επιστήμονες συχνά περιγράφουν τον δακτυλιοειδή γαλαξία Cartwheel που περιγράφεται ως φακοειδής και δακτυλιοειδής γαλαξίας, για παράδειγμα.

Αυτοί οι παράξενοι γαλαξίες παράγονται συνήθως από την αλληλεπίδραση μεταξύ δύο γαλαξιών, όπως μια σύγκρουση. Οι επιστήμονες, για παράδειγμα, πιστεύουν ότι ο γαλαξίας Cartwheel μπορεί να ήταν ένας σπειροειδής γαλαξίας πριν αναδιαμορφωθεί από μια σύγκρουση.

Άλλες ταξινομήσεις ασυνήθιστων γαλαξιών περιλαμβάνουν γαλαξίες που συγκρούονται και αλληλεπιδρούν. Αυτοί είναι γαλαξίες με σχήματα και βαρυτικά πεδία που ένας άλλος κοντινός γαλαξίας παραμορφώνει ενεργά. Οι γαλαξίες Antennae είναι ένα παράδειγμα ενός αλληλεπιδρώντος ζεύγους γαλαξιών.

Η σύγκρουση των δύο γαλαξιών είχε ως αποτέλεσμα και οι δύο να περάσουν από μια φάση αστρικής έκρηξης, στην οποία η σύγκρουση σκόνης και αερίου και στους δύο γαλαξίες οδήγησε σε αυξημένη παραγωγή αστέρων.

Άλλοι τρόποι ταξινόμησης γαλαξιών

Ενώ πολλοί επιστήμονες θα χρησιμοποιήσουν το σύστημα ταξινόμησης Hubble που περιγράφεται σε αυτό το άρθρο, δεν είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο οι αστρονόμοι οργανώνουν τους γαλαξίες.

Ένα άλλο σύστημα ταξινόμησης είναι το σύστημα Yerkes (ή Morgan). Αυτή η προσέγγιση προέρχεται από τους Αμερικανούς αστρονόμους William Wilson Morgan και Phillip Keenan.

Μαζί, δημιούργησαν ένα σύστημα που οργάνωσε γαλαξίες με βάση τα φάσματα των αστεριών σε έναν γαλαξία, εκτός από το σχήμα και τον προσανατολισμό του γαλαξία προς τη Γη.

Σύμφωνα με το σύστημα ταξινόμησης των Morgan και Keenan, υπάρχουν επτά διαφορετικοί φασματικοί τύποι για αστέρια, οργανωμένοι με βάση το χρώμα και τη θερμοκρασία τους.

Με τον μέσο όρο των φασμάτων των αστεριών σε έναν γαλαξία, είναι δυνατό να εκχωρηθεί μια φασματική ταξινόμηση σε έναν γαλαξία, επίσης. Για παράδειγμα, ο γαλαξίας της Ανδρομέδας ταξινομείται ως γαλαξίας kS5, σύμφωνα με το σχήμα Yerkes.

Το πρώτο γράμμα, k, είναι τα φάσματα των άστρων στον Γαλαξία. Αυτά τα αστέρια είναι πορτοκαλί και οι δεύτεροι ψυχρότεροι τύποι άστρων σύμφωνα με τους φασματικούς τύπους Morgan και Keenan.

Για σύγκριση, ο ήλιος της Γης είναι αστέρι κατηγορίας G που είναι κίτρινος — ελαφρώς πιο καυτός σε θερμοκρασία και πιο ζεστό χρώμα από το μέσο αστέρι του Γαλαξία της Ανδρομέδας.

Το δεύτερο γράμμα και ο αριθμός αντιπροσωπεύουν το σχήμα και την κλίση του γαλαξία. Το γράμμα S σημαίνει ότι ο γαλαξίας είναι μια σπείρα και ο αριθμός 5 σημαίνει ότι, λόγω του προσανατολισμού του γαλαξία, βλέπουμε περισσότερο την άκρη του παρά την όψη του.

Αυτό το σχήμα ταξινόμησης είναι πολύ παρόμοιο με την προσέγγιση του Hubble και χρησιμοποιεί ακόμη και μερικούς από τους ίδιους όρους, αλλά παρέχει επιπλέον πληροφορίες για τον γαλαξία που δεν θα σας πει μια ταξινόμηση του Hubble.

Τι πρέπει να γνωρίζετε για τους τύπους των γαλαξιών

Ενώ υπάρχουν τρισεκατομμύρια γαλαξίες στο σύμπαν, η ακολουθία του Hubble θα σας βοηθήσει να οργανώσετε σχεδόν κάθε γαλαξία που γνωρίζουμε.

Η εξοικείωση με τους τρεις κύριους τύπους γαλαξιών - ελλειπτικούς, σπειροειδείς και ακανόνιστους - θα κάνει πολύ πιο εύκολο να μιλήσουμε και να αναγνωρίσουμε τους γαλαξίες.

Η γνώση των βασικών στοιχείων της ακολουθίας του Hubble θα σας προετοιμάσει επίσης για ταξινομήσεις γαλαξιών που υπερβαίνουν τις τρεις μεγάλες κατηγορίες — όπως φακοειδείς γαλαξίες και γαλαξίες δακτυλίου.