Galaksija

[причалица]

Galaksija je masivni gravitacijom vezan skup zvezda, međugalaktičog gasa, plazme i (moguće) nevidljive tamne materije.

Galaksije se po veličini dele na na one najmanje (patuljaste) koje sadrže oko 10 miliona zvezda do enormno velikih koje sadrže i do bilion(10¹²) zvezda. Pretpostavlja se da u vidljivom delu univerzuma postoji preko stotinu milijardi (10¹¹) galaksija. Većina galaksija u prečniku ima od hiljadu pa do stotinu hiljada parseka (par desetina hiljada pa do par stotina hiljada svetlosnih godina). Galaksije su jedna od druge često udaljene više miliona parseka (ili megaparseka). Galaksije su međusobno povezane gravitacijom i kao takve čine skup ili galaktičko jato, koja zajedno mogu formirati i superjato. Pretpostavlja se da 90% materije u galaksiji čini takozvana tamna materija.
Podaci prikupljeni posmatranjem govore da većina galaksija sadrži barem po jednu supermasivnu crnu rupu u svom centru. Vrlo je verovatno da naša galaksija, Mlečni put poseduje jedan takav objekat.

[причалица]

Reč „galaksija“ potiče od grčke reči „galaksijas“ („γαλαξίας“) odnosno „kiklos galaktikos“ i u prevodu znači „mlečni krug“ jer takav izgled imaju pojedine galaksije kada su posmatrane pod vedrim nebom.

Kada je Vilijam Heršel napisao katalog o objektima u dubokom svemiru upotrebio je naziv „spiralne nebule“ misleći prevashodno na galaksije poput Andromeda 31. Kasnije, kada se utvrdila prava udaljenost ovih objekata, galaksije su nazivane i „masivne konglomeracije zvezda“ ili „kosmička ostrva“. Ipak, uzevši u obzir da reč „kosmos“ predstavlja celinu svega postojećeg, naziv je odbačen, tako da su masivni gravitacijom vezani skupovi zvezda postali poznati kao galaksije.

[причалица]

Galaksije se dele na tri glavna tipa:

- eliptične
- spiralne i
- neregularne.

Uzevši u obzir da se Hablova klasifikacija bazira isključivo na vizuelnom morfološkom tipu, to znači da postoje neke bitne karakteristike i osobine po kojima se pojedine galaksije razlikuju, a pripadaju istoj grupi-tipu. Primer su formacije zvezda, ili aktivnosti u centru.

[причалица]

Morfološka klasifikacija galaksija

Astronomi dele galaksije prema njihovom obliku (eliptične, spiralne i premošćene spiralne galaksije) i dalje prema osobinama pojedinačne vrste (zakrivljenost spirale, broja krakova i sl.). Sistem za klasifikaciju galaksija se naziva Hablov viljuškasti dijagram.

[причалица]

Hablov dijagram (ili Hablova sekvenca) je klasifikacija galaksija koju je razvio Edvin Habl 1925. godine. Takođe se naziva "viljuškasta klasifikacija" zbog svog izgleda (kao zvučna viljuška).

Hablov dijagram počinje sa leve strane sa eliptičnim galaksijama. Eliptične galaksije se obeležavaju od E0 do E7.

"E" znači "eliptična", dok broj označava koliko je "ovalna" galaksija, gde je 0 loptasta galaksija a 7 galaksija u obliku diska. Tehnički, broj u oznaci je deset puta eliptičnost galaksije. Tako, na primer, galaksija E7 ima eliptičnost od 0,7.

[причалица]

Nakon eliptičnih galaksija dijagram se deli u dve grane. Na gornjoj grani su spiralne galaksije. Grana počinje sa "S0", tzv. lentikularne galaksije.
"S" znači "spiralna" a "0" znači "galaksija bez krakova". Na istoj grani se nalaze još četiri tipa spiralnih galaksija koje imaju krakove, "Sa" do "Sd". "S" takođe znači "spiralna", a malo slovo označava koliko su rašireni krakovi:

• Sa – tesni kraci i svetao centralni disk
• Sb – bolje definisani kraci nego kod Sa
• Sc – mnogo širi kraci nego kod Sb
• Sd – veoma širkoki kraci, najveći deo sjaja je u kracima a ne u centralnom disku

[причалица]

Na donjoj gani dijagrama su premošćene (prečkaste) spiralne galaksije sa oznakama SBa do SBc. Ova grana počinje sa SB0 galaksijama praćeno brojem koji pokazuje koliko je "most"(prečka) definisan. Nakon toga nastavljaju SB galaksije sa dodatim malim slovima koja imaju sledeća značenja:

• SBa – svetao centar i uski kraci
• SBb – šire i bolje definisani kraci nego kod Sba galaksije
• SBc – još širi kraci i mnogo manje jasan centralni deo galaksije

Za našu galaksiju, Mlečni put, se veruje da je SBb galaksija.
Hablov dijagram nema nikakve veze sa evolucijom galaksija. Naime, S0 galaksije se ne dele u dve grupe (spiralne i premošćene), niti spiralne galaksije evoluiraju u eliptične. Zapravo, veruje se da su eliptične galaksije starije od spiralnih.

[причалица]

Osim navedenih, postoje i nepravilne galaksije - Irr-I, koje imaju spiralnu strukturu deformisanu na neki način, i Irr-II, koje ne spadaju ni u jednu drugu kategoriju.

Tip galaksije	Masa (broj masa Sunca)	Svetloća (broj svetloća Sunca)	prečnik (kpc)	Procenat posmatranih galaksija
Spiralne / Premošćene	109 do 1011	108 do 1010	5-250	70%
Eliptične	105 do 1013	105 do 1011	1-205	20%
Nepravilne	108 do 1010	107 do 109	1-10	3%

[причалица]

Spiralna galaksija je tip galaksije u Hablovom nizu koju karakterišu sledeća fizička svojstva:

• Znatan ukupan moment impulsa
• Galaksija se sastoji iz jezgra koje je okruženo diskom
• Jezgro podseća na eliptičke galaksije i sadrži mnoge stare zvezde (one koje pripadaju tzv. Populaciji II), a obično i supermasivnu crnu rupu u svom središtu.
• Disk je ravan, rotirajući skup mladih zvezda (Populacija I), međuzvezdane materije i rasejanih zvezdanih jata.

Spiralne galaksije su tako nazvane zbog toga što se disk sastoji od grana, sjajnih od formiranja zvezda, koje se približno logaritamski šire od jezgra. Premda ih je ponekad teško uočiti, ove grane razlikuju spiralne galaksije od lentikularnih, koje imaju strukturu diska ali ne i spiralne grane.Diskove spiralnih galaksija obično okružuju veliki sferoidni haloi sastavljeni od zvezda populacije II, od kojih se mnogi nalaze koncentrisani u zbijenim zvezdanim jatima koja kruže oko centra galaksije.

[причалица]

Galaksija M101 (poznata i kao NGC 5457), primer spiralne galaksije.

Za našu galaksiju, Mlečni put, se dugo smatralo da je spiralna, sa Sbc klasifikacijom u Hablovom nizu, međutim, nedavna istraživanja pomoću svemirskog teleskopa Spicer potvrđuju da ona u stvari pripada prečkastim spiralnim galaksijama.

[причалица]

Rani pionir istraživanja o formiranju spiralnih grana je bio Bertil Lindblad. On je shvatio da je ideja da su zvezde trajno raspoređene u oblik spirale neodrživa zbog „dileme o namotavanju“. Pošto se brzina rotacije galaktičkog diska razlikuje u zavisnosti od udaljenosti od središta galaksije, radijalna grana bi brzo postala zakrivljena kako galaksija rotira. Grana bi, nakon nekoliko obrta galaksije, postajala sve zakrivljenija i sve bi se čvršće obmotavala oko galaksije. Međutim, rezultati posmatranja govore da se ovo ne dešava.

Prvi prihvatljivu teoriju su osmislili Frenk Šu i Lin 1964. Oni su sugerisali da su spiralne grane manifestacija talasa gustine u spirali. Pretpostavili su da zvezde putuju u blago eliptičkim orbitama kao i da su orijentacije njihovih orbita u korelaciji tj. elipse se pomalo razlikuju u svojoj orijentaciji (jedna u odnosu na drugu) uz rastuću udaljenost od galaktičkog centra. Ovo je ilustrovano na dijagramu. Jasno je da se eliptičke orbite u pojedinim oblastima približavaju što daje efekat postojanja grana. Zvezde, dakle, ne ostaju zauvek u poziciji u kojoj ih sada vidimo, već prolaze kroz grane dok putuju svojim orbitama.

[причалица]

Objašnjenje o izgledu grana spiralnih galaksija

Alternativne hipoteze koje su predložene uključuju talase formiranja zvezda koji se kreću po galaksiji; sjajne zvezde nastale u tim formiranjima brzo odumiru čime ostavljaju tamnije oblasti iza talasa čineći tako talase vidljivim.

[причалица]

Eliptičke galaksije se, prema spljoštenosti, klasifikuju od E1 do E7.

Ove galaksije su bez uočljive strukrure. Tipični primeri su pratioci spiralne galaksije M31 u sazvežđu Andromeda.
Ovo su, u stvari, kompaktini sistemi čije mase ne prelaze 10 na 10 masa Sunca bez međuzvezdane materije. Apsolutini sjaj ovih galaksija iznosi najviše -13m.7, a za mnoge od njih je ispod -12m. Spektralna klasa je G3.7 i predstavlja srednju klasu zvezda u ovim galaksijama.

[причалица]

Prstenasta galaksija je galaksija koja po svom obliku podseća na prsten.

Prsten galaksije se sastoji od ogromnih, relativno mladih plavih zvezda koje su izuzetno sjajne. Centralna oblast sadrži relativno malo sjajne materije. Astronomi misle da prstenaste galaksije nastaju kada manja galaksija prođe kroz središte veće galaksije. Pošto se galaksija većim delom sastoji od praznog prostora, ovaj „sudar“ retko dovodi do nekog stvarnog sudara među zvezdama. Ipak, gravitacioni poremećaji koje bi takav događaj prouzrokovao bi mogli da izazovu talas formiranja zvezda koji bi prošao kroz veću galaksiju.

Hoagov objekat, koji je Art Hoag otkrio 1950. godine, predstavlja primer prstenaste galaksije.

[причалица]

Hoagov objekat, primer prstenaste galaksije

[причалица]

Lentikularna ili sočivasta galaksija je galaksija koja predstavlja prelazni tip između eliptičnih i spiralnih galaksija u Hablovoj klasifikacionoj šemi. Lentikularne galaksije su galaksije koje imaju disk (kao spiralne) koje su potrošile ili izgubile svoju međuzvezdanu materiju (što je odlika eliptičnih galaksija). Zbog svojih slabo ocrtanih spiralnih grana, često je teško razlikovati lentikularne galaksije od eliptičnih, ako se posmatraju spreda, odnosno ako nam je okrenuta njihova prednja strana (naličje).
U Hablovom nizu lentikularne galaksije se klasifikuju kao S0, SB0, E8.

[причалица]

Nepravilna galaksija je galaksija nepravilnog izgleda i bez jasnog definisanog oblika ili strukture. Nepravilne galaksije se dele na dve klase, označene sa Irr I i Irr II.
Irr I galaksije sadrže veliki broj OB asocijacija (grupa vrelih, mladih, visoko luminoznihzvezda) i HII regiona (sjajni oblaci jonizovanog vodonika koji okružuje mlade, vrele zvezde) i popriličnu količinu gasa (oko 20% ukupne mase je u formi gasa). Mogu da imaju naznake spiralne strukture. Masa ovih galaksija se kreće u rasponu od oko milion Sunčevih masa do nekoliko milijardi Sunčevih masa, a prečnici od oko 3.000 do 30.000 svetlosnih godina.
Irr II galaksije su "maglovitog" izgleda i najčešće sadrže popriličnu količinu gasa i prašine. Neke od njih imaju deformisan oblik koji može da nastane sudarima ili bliskim prolascima sa drugim galaksijama ili burnom unutrašnjom aktivnošću.

[причалица]

NGC 1427A, primer nepravile galaksije udaljene 52 miliona svetlosnih godina.

[причалица]

Patuljasta galaksija je mala galaksija koja može imati do nekoliko milijardi zvezda, što je mali broj u poređenju sa 200-400 milijardi zvezda koliko ima naš Mlečni put. Veliki Magelanov oblak, koji sadrži preko 30 milijardi zvezda, ponekad se klasifikuje kao patuljasta galaksija dok ga drugi smatraju za standardnu galaksiju koja kruži oko Mlečnog puta.
U lokalnoj grupi ima mnogo patuljastih galaksija: ove male galaksije često kruže oko većih, kao što su Mlečni put, Andromeda i Triangulum.
Mlečni put ima 14 poznatih satelitnih patuljastih galaksija. Pogledajte članak Mlečni put za više informacija.
Patuljaste galaksije se javljaju u više različitih morfologija:

• Eliptička galaksija: patuljasta eliptička galaksija (oznaka dE) i njen podtip - patuljasta sferoidna galaksija (oznaka dSph).
• Nepravilna galaksija: patuljasta nepravilna galaksija (oznaka dI).
• Spiralna galaksija: patuljasta spiralna galaksija.

[причалица]

Evolucija galaksija

Više stotina miliona godina nakon što je vreme počelo da teče (posle Velikog praska) pod uticajem gravitacije u vasioni su počeli da se izdvajaju u zasebne celine ogromni oblaci gasa. To su bile protogalaksije, spororotirajuci kuglasti skupovi vodonika i helijuma od kojih će milijardu godina kasnije nastati galaksije. Unutar ovih oblaka slobodno su vršljale čestice tvari u svim smerovima i svim brzinama, sudarale se, odbijale, ali i lepile jedna za drugu pod dejstvom gravitacionog privlačenja. Vremenom su nastale milijardi grudvi ovih čestica. Veće su privlačile manje i tako se još više uvećavale. Pod dejstvom sopstvene gravitacije njihova zapremina se smanjivala, a time se povećavao njihov unutrašnji pritisak. Kod mnogih je pritisak narastao do takvih razmera da su se pokrenuli nuklearni procesi i grudve su se užarile i zasijale sopstvenom svetlošću. Tako su nastale prve zvezde, a time i galaksije.
Te prve zvezde bile su sačinjene samo od vodonika (3/4) i helijuma (1/4) jer drugih elemenata nije ni bilo. Ali te zvezde su bile dobra kuhinja za stvaranje novih, težih elemenata. U eksplozijama supernovih ti elementi su rasuti daleko u međuzvezdani prostor. Ta nova zvezdana prašina bila je testo za nove zvezde i druga tela.