Nepravidelné galaxie: Podivne tvarované záhady vesmíru

NASA/JPL-Caltech/STScI/CXC/UofA/ESA/AURA/JHU / Public Domain

Pri slove „galaxia“ sa mi vynárajú obrazy mliečna dráha alebo možno Galaxia Andromeda , s ich špirálovými ramenami a stredovými vypuklinami. Títo špirálové galaxie ľudia si bežne predstavujú, ako vyzerajú všetky galaxie. Vo vesmíre je však veľa druhov galaxií a nie všetky sú špirálovité. Isté je, že žijeme v špirálovej galaxii, no existujú aj eliptické (zaoblené bez špirálových ramien) a lentikuláry (akýsi tvar cigary). Existuje ďalšia skupina galaxií, ktoré sú skôr beztvaré, nemusia mať nevyhnutne špirálové ramená, ale majú veľa miest, kde sa tvoria hviezdy. Tieto zvláštne, škvrnité galaxie sa nazývajú „nepravidelné“ galaxie. Niekedy sa kvôli ich nezvyčajným tvarom alebo iným charakteristikám dostanú do jedného celku s takzvanými „zvláštnymi“ galaxiami.

Najhlbší pohľad na vesmír pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu. Na tomto obrázku sú stovky galaxií všetkých tvarov a veľkostí. NASA/ESA/STScI

Až štvrtina známych galaxií je nepravidelná. Bez špirálových ramien alebo stredového vydutia sa nezdá, že by vizuálne zdieľali veľa spoločného so špirálovými alebo eliptické galaxie . Majú však aspoň niektoré vlastnosti spoločné so špirálami. Po prvé, mnohé z nich majú miesta aktívnej tvorby hviezd. Niektorí dokonca môžu mať čierne diery v ich srdciach.

Vznik nepravidelných galaxií

Ako teda vznikajú nepravidelnosti? Zdá sa, že sú zvyčajne tvorené gravitačnými interakciami a fúziami iných galaxií. Väčšina, ak nie všetci, začali život ako nejaký iný typ galaxie. Potom sa vzájomnou interakciou zdeformovali a stratili časť, ak nie všetky, svoj tvar a vlastnosti.

Hubbleov vesmírny teleskop sa zameral na dvojicu zrážaných galaxií, ktoré sa pri interakcii prepletajú. NASA/ESA/STScI

Niektoré mohli byť vytvorené jednoduchým prechodom blízko inej galaxie. Gravitačná sila druhej galaxie by ju ťahala a deformovala by jej tvar. Stane sa to najmä vtedy, ak prejdú blízko väčších galaxií. Toto sa pravdepodobne stalo s Magellanove oblaky , menších spoločníkov Mliečnej dráhy. Zdá sa, že kedysi to boli malé špirály s priečkou. Kvôli ich tesnej blízkosti k našej galaxii boli gravitačnými interakciami zdeformované do ich súčasných nezvyčajných tvarov.

Veľký Magellanov oblak (v strede vľavo) a Malý Magellanov oblak (v strede hore) nad observatóriom Paranal v Čile. Európske južné observatórium

Zdá sa, že ďalšie nepravidelné galaxie vznikli zlúčením galaxií. O niekoľko miliárd rokov bude Mliečna dráha splynúť s galaxiou Andromeda . Počas počiatočného času kolízie môže novovytvorená galaxia (ktorá je prezývaná „Milkdromeda“) vyzerať nepravidelne, pretože gravitácia každej galaxie priťahuje druhú a naťahuje ich ako karamel. Potom, po miliardách rokov, môžu nakoniec vytvoriť eliptickú galaxiu.

Táto snímka Hubbleovho vesmírneho teleskopu agentúry NASA/ESA ukazuje masívnu eliptickú galaxiu Messier 60 (nazývanú aj M60 alebo NGC 4649). NASA/ESA/STScI

Niektorí vedci sa domnievajú, že veľké nepravidelné galaxie sú medzistupňom medzi zlúčením podobne veľkých špirálových galaxií a ich prípadnými konečnými formami ako eliptické galaxie. Najpravdepodobnejším scenárom je, že dve špirály sa buď zmiešajú, alebo jednoducho prejdú veľmi blízko seba, čo vedie k zmenám oboch partnerov v „galaktickom tanci“.

Existuje tiež malá populácia nepravidelných, ktoré nezapadajú do iných kategórií. Nazývajú sa to trpasličie nepravidelné galaxie. Tiež sa veľmi podobajú na niektoré galaxie, ktoré existovali na začiatku histórie vesmíru, bez určitého tvaru a vyzerajú skôr ako „kúsok“ galaxie. Znamená to, že nepravidelnosti, ktoré dnes pozorujeme, sú skôr rané galaxie? Alebo existuje nejaká iná evolučná cesta, ktorou sa uberajú? Porota sa stále zaoberá týmito otázkami, pretože astronómovia ich naďalej študujú a porovnávajú mladších s tými, ktoré vidia a ktoré existovali pred mnohými miliardami rokov.

Typy nepravidelných galaxií

Nepravidelné galaxie prichádzajú v najrôznejších tvaroch a veľkostiach. To nie je prekvapujúce vzhľadom na to, že mohli začať ako špirálové alebo eliptické galaxie a jednoducho sa zdeformovali zlúčením dvoch alebo viacerých galaxií alebo možno blízkym gravitačným skreslením z inej galaxie.

Nepravidelné galaxie však môžu stále spadať do niekoľkých podtypov. Rozdiely sú zvyčajne spojené s ich tvarom a vlastnosťami alebo ich nedostatkom a ich veľkosťou.

Nepravidelné galaxie, najmä trpaslíci, stále nie sú dobre pochopené. Ako sme už diskutovali, ich formovanie je jadrom problému, najmä keď porovnávame staré (vzdialené) nepravidelné galaxie s novšími (bližšími).

Nepravidelné podtypy

Nepravidelné galaxie I (Irr I) : Prvý podtyp nepravidelných galaxií je známy ako galaxie Irr-I (skrátene Irr I) a vyznačujú sa určitou štruktúrou, ale nie dostatočnou na to, aby sa klasifikovala ako špirálové alebo eliptické galaxie (alebo akýkoľvek iný typ). Niektoré katalógy rozdeľujú tento podtyp ešte ďalej na tie, ktoré vykazujú buď špirálové útvary (Sm) – alebo špirálové útvary s priečkou (SBm) – a tie, ktoré majú štruktúru, ale nie štruktúru spojenú so špirálovými galaxiami, ako je centrálna vydutina alebo črty ramena. . Tieto sú preto identifikované ako „Im“ nepravidelné galaxie.

Nepravidelné galaxie II (Irr II) : Druhý typ nepravidelnej galaxie nemá žiadnu vlastnosť. Keď boli vytvorené prostredníctvom gravitačnej interakcie, slapové sily boli dostatočne silné na to, aby eliminovali všetky identifikované štruktúry toho, aký typ galaxie to mohol byť predtým.

Trpasličí nepravidelné galaxie : Konečným typom nepravidelnej galaxie je vyššie uvedená trpasličia nepravidelná galaxia. Ako už názov napovedá, tieto galaxie sú menšie verzie dvoch vyššie uvedených podtypov. Niektoré z nich obsahujú štruktúru (dIrrs I), zatiaľ čo iné nemajú žiadne stopy po takýchto vlastnostiach (dIrrs II). Neexistuje žiadna oficiálna hranica, čo sa týka veľkosti, pre to, čo tvorí „normálnu“ nepravidelnú galaxiu a čo je trpaslík. Avšak, trpasličie galaxie majú tendenciu mať nízku metalicitu (to znamená, že sú väčšinou vodík, s malým množstvom ťažších prvkov). Môžu sa vytvárať aj iným spôsobom ako nepravidelné galaxie normálnej veľkosti. Niektoré galaxie v súčasnosti klasifikované ako trpasličie nepravidelné sú však jednoducho malé špirálové galaxie, ktoré boli zdeformované oveľa väčšou blízkou galaxiou.

Upravil a aktualizovalCarolyn Collins Petersen.