Galaxy - Galaxy


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NGC 4414 , uma típica galáxia espiral na constelação Coma Berenices , é de cerca de 55.000  anos-luz de diâmetro e aproximadamente 60 milhões de anos-luz de distância da Terra.

A galáxia é um gravitacionalmente sistema consolidado de estrelas , restos estelares , gás interestelar , poeira e matéria escura . A palavra galáxia é derivado do grego galaxias ( γαλαξίας ), literalmente "leitoso", uma referência à Via Láctea . Galaxies variam em tamanho de anões com apenas algumas centenas de milhões (10 8 ) estrelas para gigantes com cem trilhões de (10 14 ) estrelas, cada orbitando a sua galáxia centro de massa .

Galáxias são classificados de acordo com a sua morfologia visual, elíptica , em espiral , ou irregular . Muitas galáxias são pensados para ter buracos negros supermassivos em seus centros. Buraco negro central da Via Láctea, conhecido como Sagitário A * , tem uma massa quatro milhões de vezes maior do que a Sun . Em março de 2016, GN-z11 é a galáxia observada mais antiga e mais distante com uma distância comóvel de 32 bilhões de anos-luz da Terra, e observou como ele existia apenas 400 milhões de anos após o Big Bang .

Estimativas recentes do número de galáxias no universo observável gama de 200 bilhões ( 2 × 10 11 ) para 2 trilhões ( 2 × 10 12 ) ou mais, contendo mais estrelas do que todos os grãos de areia no planeta Terra . A maioria das galáxias são de 1.000 a 100.000 parsecs de diâmetro (cerca de 3.000 a 300.000 anos de luz ) e separadas por distâncias na ordem dos milhões de parsecs (ou megaparsecs). Para comparação, a maneira leitosa tem um diâmetro de pelo menos 30.000 parsecs (LY 100000) e é separada do Andromeda , o seu vizinho mais próximo grande, por 780.000 parsecs (2,5 milhões LY).

O espaço entre galáxias é preenchida com um gás ténue (o meio intergaláctico ) tendo uma densidade média de menos de um átomo por metro cúbico. A maioria de galáxias são gravitacionalmente organizados em grupos , aglomerados , e supercúmulos . A Via Láctea é parte do Grupo Local , que é dominado por ela ea galáxia de Andrômeda e faz parte do Superaglomerado de Virgem . Na maior escala , estas associações são geralmente dispostas em folhas e filamentos cercadas por imensos vazios . A maior estrutura de galáxias ainda reconhecidas é um cluster de supercúmulos que foi nomeado Laniakea , que contém o superaglomerado Virgem.

Etimologia

A origem da palavra galáxia deriva do grego prazo para a Via Láctea, galaxias ( γαλαξίας , "um leitoso"), ou kyklos galaktikos ( "círculo leitoso") devido à sua aparência como uma banda "leitosa" de luz no céu . Na mitologia grega , Zeus coloca seu filho nascido por uma mulher mortal, a criança Heracles , em Hera mama 's enquanto ela está dormindo para que o bebê vai beber seu leite divina e, assim, tornar-se imortal. Hera acorda durante a amamentação e, em seguida, percebe que ela está amamentando um bebê desconhecido: ela empurra o bebê longe, alguns de seus derramamentos de leite, e que produz a banda fraca de luz conhecida como a Via Láctea.

Na literatura astronômica, a palavra maiúscula "Galaxy" é muitas vezes usado para se referir a nossa galáxia, a Via Láctea , para distingui-la das outras galáxias em nosso universo . O termo Inglês Via Láctea pode ser rastreada até uma história de Chaucer c.  1380 :

"Veja ali, eis que o Galaxyë
 que os homens clepeth o Milky Wey ,
 para Hit é whyt."

-  Geoffrey Chaucer, The House of Fame

Galáxias foram inicialmente descoberto telescopicamente e eram conhecidos como nebulosas espirais . Mais 18 para os astrônomos do século 19 consideravam-como quer não resolvidas aglomerados de estrelas ou anagalactic nebulosas , e foram apenas pensei como uma parte da Via Láctea, mas sua verdadeira composição e naturezas permaneceu um mistério. Observações usando telescópios maiores de algumas galáxias próximas, como a Galáxia de Andrômeda , começou a resolvê-los em enormes aglomerações de estrelas, mas com base simplesmente na fraqueza aparente e população enorme de estrelas, os verdadeiros distâncias desses objetos colocou bem além da Via Láctea Caminho. Por esta razão eles foram popularmente chamado de universos-ilhas , mas este termo rapidamente caiu em desuso, como a palavra universo implícita a totalidade da existência. Em vez disso, eles se tornaram conhecidos simplesmente como galáxias.

Nomenclatura

Aglomerado de galáxias SDSS J1152 + 3313 . SDSS significa Sloan Digital Sky Survey , J para Julian época , e 1152 + 3313 para a declinação e ascensão reta respectivamente.

Dezenas de milhares de galáxias foram catalogados, mas apenas alguns têm nomes bem estabelecidos, como a Galáxia de Andrômeda , as Nuvens de Magalhães , o Galaxy Whirlpool , ea galáxia do Sombrero . Astrônomos trabalhar com números de determinados catálogos, como o catálogo Messier , o NGC ( New General Catalogue ), o IC ( Índice de catálogo ), o CGCG ( Catálogo de Galáxias e de aglomerados de galáxias ), o MCG ( Catálogo morfológica de galáxias ) e UGC ( Uppsala Geral Catálogo de Galáxias). Todas as galáxias conhecidas aparecem em um ou mais destes catálogos mas cada vez sob um número diferente. Por exemplo, Messier 109 é um Galaxy espiral tendo o número 109 no catálogo de Messier, mas também códigos NGC3992, UGC6937, CGCG 269-023, MCG + 09-20-044, e PGC 37617.

história observação

A percepção de que vivemos em uma galáxia que é uma entre muitas galáxias, paralelo grandes descobertas que foram feitas sobre a Via Láctea e outras nebulosas .

via Láctea

O grego filósofo Demócrito (450-370 aC) propôs que a banda brilhante no céu noturno conhecido como a Via Láctea pode consistir de estrelas distantes. Aristóteles (384-322 aC), no entanto, acreditava que a Via Láctea para ser causado por "a ignição da exalação de fogo de algumas estrelas que eram grandes, numerosas e próximas entre si" e que a "ignição ocorre na parte superior do atmosfera , na região do mundo que é contínua com os movimentos celestes ". O neoplatônico filósofo Olimpiodoro ( c.  495 -570 CE) criticou este ponto de vista, argumentando que se a Via Láctea é sublunar (situado entre a Terra ea Lua) ele deve aparecer diferente em diferentes momentos e lugares da Terra, e que ele deve ter paralaxe , que isso não acontece. Na sua opinião, a Via Láctea é celestial.

De acordo com Mohani Mohamed, o Arabian astrônomo Alhazen (965-1037) fez a primeira tentativa de observação e medição de paralaxe da Via Láctea, e ele, portanto, "determinou que porque a Via Láctea não tinha paralaxe, deve ser distante da Terra, não pertencente à atmosfera." O persa astrônomo al-Biruni (973-1048) propôs a Via Láctea a ser "uma coleção de inúmeros fragmentos da natureza das estrelas nebulosas." O andaluz astrônomo Ibn Bajjah ( "Avempace", d. 1138) propôs que a Via Láctea é composta de muitas estrelas que quase se tocam e parecem ser uma imagem contínua, devido ao efeito de refração do material de sublunar, citando sua observação do conjunto de Júpiter e Marte como evidência de que isto ocorra, quando dois objectos são perto. No século 14, o sírio-nascido Ibn Qayyim propôs a Via Láctea a ser "uma miríade de pequenas estrelas embalados juntos na esfera das estrelas fixas."

A forma da Via Láctea como estimado a partir de contagens de estrelas por William Herschel em 1785; o Sistema Solar foi assumido ser perto do centro.

Prova real da Via Láctea consiste de muitas estrelas veio em 1610 quando o astrônomo italiano Galileu Galilei usou um telescópio para estudar a Via Láctea e descobriu que ele é composto de um grande número de estrelas fracas. Em 1750, o Inglês astrônomo Thomas Wright , em sua Uma teoria original ou nova hipótese do Universo , especulou (corretamente) que a galáxia poderia ser um corpo em rotação de um grande número de estrelas mantidas juntas por gravitacionais forças, semelhante ao Sistema Solar , mas em uma escala muito maior. O disco resultante de estrelas pode ser visto como uma banda no céu da nossa perspectiva dentro do disco. Em um tratado em 1755, Immanuel Kant elaborou sobre a idéia de Wright sobre a estrutura da Via Láctea.

O primeiro projeto para descrever a forma da Via Láctea e a posição da Sun foi realizada por William Herschel em 1785 pela contagem do número de estrelas em diferentes regiões do céu. Ele produziu um diagrama da forma da galáxia com o Sistema Solar, perto do centro . Usando uma abordagem refinada, Kapteyn em 1920 chegou à imagem de um pequeno (diâmetro de cerca de 15 kiloparsecs) galáxia elipsóide com o Sol próximo do centro. Um método diferente por Harlow Shapley com base na catalogação de aglomerados globulares levaram a uma imagem radicalmente diferente: um disco plano com um diâmetro de aproximadamente 70 quiloparsecs e o dom longe do centro. Ambas as análises não ter tido em conta a absorção de luz por interestelar poeira presente no plano galáctico , mas depois de Robert Julius Trumpler quantificou esse efeito em 1930, estudando aglomerados abertos , o atual quadro da nossa galáxia, a Via Láctea, emergiu.

Um olho de peixe mosaico do arqueamento da Via Láctea em uma alta inclinação em todo o céu noturno, tiro a partir de um local escuro-céu no Chile. As Nuvens de Magalhães , galáxias satélites da Via Láctea, aparecem perto da borda esquerda.

Distinção de outras nebulosas

Algumas galáxias fora da Via Láctea são visíveis em uma noite escura ao olho nu , incluindo o Andromeda Galaxy , Grande Nuvem de Magalhães ea Pequena Nuvem de Magalhães . No século 10, o astrônomo persa Al-Sufi fez a primeira identificação registrada da Galáxia de Andrômeda, descrevendo-o como uma "pequena nuvem". Em 964, Al-Sufi provavelmente mencionou a Grande Nuvem de Magalhães em seu Livro das Estrelas Fixas (referindo-se a "Al Bakr dos árabes do sul", uma vez em uma declinação de cerca de 70 ° sul não era visível onde viveu); não era bem conhecido aos europeus até Magellan voyage 's no século 16. A Galáxia de Andrômeda mais tarde foi observado independentemente por Simon Marius em 1612. Em 1734, o filósofo Emanuel Swedenborg em seu Principia especularam que pode haver galáxias fora do nosso próprio que se formam em aglomerados galácticos que são partes minúsculas do universo que se estende muito além do que nós pode ver. Estes pontos de vista "são notavelmente perto das visões atuais do cosmos." Em 1750, Thomas Wright especulado (corretamente) que a Via Láctea é um disco achatado de estrelas, e que algumas das nebulosas visíveis no céu à noite pode ser maneiras leitosas separadas. Em 1755, Immanuel Kant usou o termo "ilha Universe" para descrever estas nebulosas distante.

Fotografia do "Nebulosa de Andrômeda Grande" de 1899, mais tarde identificada como a Galáxia de Andrômeda

Perto do fim do século 18, Charles Messier compilado um catálogo contendo os 109 mais brilhantes corpos celestes que têm aparência nebulosa. Posteriormente, William Herschel montado um catálogo de 5.000 nebulosas. Em 1845, Lord Rosse construído um novo telescópio e foi capaz de distinguir entre nebulosas elíptica e espiral. Ele também conseguiu fazer a fontes pontuais individuais em algumas dessas nebulosas, dando credibilidade a conjectura antes de Kant.

Em 1912, Vesto Slipher feitos estudos espectroscópicos do mais brilhante nebulosas espirais para determinar a sua composição. Slipher descobriu que as nebulosas espirais têm grandes desvios Doppler , indicando que eles estão se movendo a uma velocidade superior a velocidade das estrelas que ele tinha medidos. Ele descobriu que a maioria dessas nebulosas estão se afastando de nós.

Em 1917, Heber Curtis observado Nova S Andromedae dentro da "Grande Andrômeda nebulosa" (como a Andromeda, Messier objecto M31 , foi, em seguida, conhecida). Pesquisando o registro fotográfico, ele encontrou mais 11 novae . Curtis notado que esses novae foram, em média, 10 magnitudes mais fracas do que as que ocorreram dentro de nossa galáxia. Como resultado, ele foi capaz de chegar a uma estimativa de distância de 150.000  parsecs . Ele se tornou um defensor da chamada hipótese "universos-ilhas", que sustenta que nebulosas espirais são na verdade galáxias independentes.

Em 1920 um debate ocorreu entre Harlow Shapley e Heber Curtis (o Grande Debate ), a respeito da natureza da Via Láctea, nebulosas espirais, e as dimensões do Universo. Para apoiar sua afirmação de que a grande nebulosa de Andrômeda é uma galáxia externa, Curtis observou o aparecimento de faixas escuras semelhantes às nuvens de poeira na Via Láctea, bem como o efeito Doppler significativo.

Em 1922, a Estónia astrônomo Ernst Öpik deu uma determinação distância que apoiou a teoria de que a nebulosa de Andrômeda é de fato um objeto extra-galáctico distante. Usando o novo 100 polegadas Mt. Wilson telescópio, Edwin Hubble foi capaz de resolver as partes externas de algumas nebulosas espirais como coleções de estrelas individuais e identificou algumas variáveis cefeidas , permitindo assim que ele para estimar a distância até as nebulosas: eram demasiado distante para ser parte da Via Láctea . Em 1936 Hubble produziu uma classificação de morfologia galáctico que é utilizado para este dia.

A pesquisa moderna

Curva de rotação de um Galaxy espiral típico: prevista com base na matéria visível (A) e observada (B). A distância é a partir do núcleo galáctico .

Em 1944, Hendrik van de Hulst previu que microondas radiação com comprimento de onda de 21 cm seria detectável a partir atómica interestelar hidrogénio gás; e em 1951 foi observado. Esta radiação não é afetada pela absorção de poeira, e assim seu efeito Doppler pode ser usado para mapear o movimento do gás em nossa galáxia. Estas observações conduziram à hipótese de uma rotação estrutura de barra no centro da nossa Galaxy. Com melhoradas telescópios de rádio , gás de hidrogénio também pode ser rastreada em outras galáxias. Na década de 1970, Vera Rubin descobriu uma discrepância entre galáctico observado velocidade de rotação e que previsto pela massa visível das estrelas e gás. Hoje, o problema de rotação da galáxia é pensado para ser explicada pela presença de grandes quantidades de invisível de matéria escura .

Os cientistas usaram as galáxias visíveis nas PRODUTOS levantamento para recalcular o número total de galáxias.

Começando na década de 1990, o Telescópio Espacial Hubble produziu observações melhoradas. Entre outras coisas, dados do Hubble ajudou a estabelecer que a matéria escura que falta em nossa galáxia não pode apenas consistem de estrelas inerentemente fracos e pequenos. O Hubble Deep Field , um extremamente longa exposição de uma parte relativamente vazio do céu, forneceram evidências de que existem cerca de 125 bilhões ( 1,25 × 10 11 ) galáxias no universo observável. Tecnologia melhorada na detecção do espectro invisível para os seres humanos (telescópios de rádio, câmaras de infravermelhos, e telescópios de raios-x ) permitir a detecção de outras galáxias que não são detectadas pelo Hubble. Particularmente, levantamentos de galáxias na Zona de Avoidance (a região do céu bloqueado em comprimentos de onda de luz visível pela Via Láctea) revelaram uma série de novas galáxias.

Em 2016, um estudo publicado no The Astrophysical Journal e liderado por Christopher Conselice da Universidade de Nottingham utilizando modelagem 3D de imagens coletadas mais de 20 anos pelo Telescópio Espacial Hubble concluiu que existem mais de 2 trilhões ( 2 × 10 12 ) galáxias no universo observável.

Tipos e morfologia

Tipos de galáxias de acordo com o esquema de classificação de Hubble: um E indica um tipo de Galaxy elíptica; um S é uma espiral; e SB é uma galáxia espiral barrada.

Galáxias vêm em três tipos principais: elípticas, espirais, e irregulars. Um pouco mais extensa descrição dos tipos de galáxias com base na sua aparência é dada pela sequência Hubble . Uma vez que a sequência de Hubble é inteiramente baseada em tipo morfológico visual (forma), que pode perder certas características importantes de galáxias tais como a formação de estrela taxa de galáxias starburst e actividade nos núcleos de galáxias activas .

elípticas

As taxas de sistema de classificação Hubble galáxias elípticas, com base em sua elipticidade, que vão desde E0, sendo quase esférico, até E7, o que é altamente alongados. Estas galáxias têm uma elipsoidal perfil, dando-lhes uma aparência elíptica, independentemente do ângulo de visão. Sua aparência mostra pouca estrutura e eles normalmente têm relativamente pouca matéria interestelar . Por conseguinte, estas galáxias também têm uma baixa porção de aglomerados abertos e uma taxa reduzida de nova formação de estrela. Em vez disso, são dominados por geralmente mais velhos e mais estrelas evoluídas que estão orbitando o centro de gravidade comum em direções aleatórias. As estrelas contêm baixas abundâncias de elementos pesados, porque a formação de estrelas cessa após a explosão inicial. Nesse sentido, eles têm alguma semelhança com os muito menores aglomerados globulares .

Os maiores galáxias são elípticas gigantes. Muitas galáxias elípticas são acreditados para formar devido à interacção de galáxias , resultando em uma colisão e fusão. Eles podem crescer até tamanhos enormes (em comparação com galáxias espirais, por exemplo), e as galáxias elípticas gigantes são frequentemente encontrados perto do núcleo de aglomerados de galáxias grandes.

Galáxias Starburst são o resultado de uma colisão galáctica que pode resultar na formação de uma galáxia elíptica.

Shell galáxia

3923 NGC fotografia do telescópio espacial Galaxy-Hubble elíptico Shell

Uma galáxia shell é um tipo de galáxia elíptica, onde as estrelas no halo da galáxia são dispostos em camadas concêntricas. Cerca de um décimo de galáxias elípticas têm uma estrutura de concha, que nunca foi observado em galáxias espirais. As estruturas de shell-like são pensados para desenvolver quando uma galáxia maior absorve uma galáxia companheira menor. Como a abordagem centros de dois galáxia, os centros começam a oscilar em torno de um ponto central, a oscilação cria ondas gravitacionais que formam conchas de estrelas, semelhantes às ondas que espalham sobre a água. Por exemplo, galáxia NGC 3923 tem mais de vinte conchas.

espirais

O Pinwheel Galaxy , NGC 5457

As galáxias em espiral se assemelham espiral cata-ventos . Embora as estrelas e outro material visível contidos num tal Galaxy se localizam principalmente num plano, a maioria da massa em galáxias espirais existe num halo aproximadamente esférica de matéria escura que se estende para além do componente visível, tal como demonstrado pelo conceito curva de rotação universal.

Galáxias espirais consistem de um disco rotativo de estrelas e meio interestelar, juntamente com uma protuberância central de estrelas geralmente mais velhos. Se estende para fora do bojo são braços relativamente brilhantes. No esquema de classificação Hubble, galáxias espirais são listados como tipo S , seguido de uma letra ( um , b , ou c ), que indica o grau de aperto dos braços em espiral e o tamanho da protuberância central. Um Sa Galaxy foi enrolado de modo apertado, braços mal definidos e possui uma região central relativamente grande. No outro extremo, uma Sc Galaxy tem abertos, os braços bem definidos e uma região de núcleo pequeno. Uma galáxia de braços mal definidos é muitas vezes referida como uma galáxia espiral floculante ; em contraste com a galáxia espiral grande projeto que tem braços espirais proeminentes e bem definidos. A velocidade em que uma Galaxy gira é pensado para correlacionar com a planeza do disco como galáxias em espiral tem protuberâncias grossas, enquanto outros são fina e densa.

NGC 1300 , um exemplo de uma galáxia espiral barrada

Em galáxias espirais, os braços em espiral tem a forma de aproximados espiral logarítmica , um padrão que pode ser mostrado teoricamente resultar de uma perturbação em uma massa uniformemente rotação das estrelas. Como as estrelas, os braços espirais girar em torno do centro, mas o fazem com constante de velocidade angular . Os braços espirais são pensados para ser as áreas de matéria de alta densidade, ou " ondas de densidade ". Como estrelas se movem através de um braço, a velocidade espacial de cada sistema estelar é modificado pela força gravitacional da densidade mais elevada. (As velocidades volta ao normal após as estrelas partir do outro lado do braço). Este efeito é semelhante a uma "onda" de lentidão do que se deslocam ao longo de uma auto-estrada de veículos em movimento completo. Os braços são visíveis porque a alta densidade facilita a formação de estrelas, e, portanto, eles abrigam muitas estrelas brilhantes e jovens.

Objecto do hoag , um exemplo de um Galaxy anel

Galáxia espiral barrada

Uma maioria de galáxias em espiral, incluindo a própria maneira leitosa Galaxy, ter uma forma linear, em forma de banda da barra de estrelas que se estende para fora para ambos os lados do núcleo, em seguida, funde-se com a estrutura de braço em espiral. No esquema de classificação Hubble, estes são designados por um SB , seguido por uma letra minúscula ( um , b ou c ), que indica a forma dos braços em espiral (na mesma maneira como a categorização de galáxias espirais normais). As barras são pensados para ser estruturas temporárias que podem ocorrer como resultado de uma onda de densidade que irradiam para fora a partir do núcleo, ou então devido a uma interacção das marés com outro Galaxy. Muitas galáxias espirais barradas são ativos, possivelmente como resultado de gás que está sendo canalizada para o núcleo ao longo dos braços.

A nossa própria galáxia, a Via Láctea , é uma grande forma de disco galáxia espiral barrada aproximadamente 30 kiloparsecs de diâmetro e uma espessura quiloparsec. Ele contém cerca de duas centenas de bilhões (2 × 10 11 ) estrelas e tem uma massa total de cerca de 600.000 milhões (6 × 10 11 ) vezes a massa do Sol

espiral super-luminosa

Recentemente, pesquisadores descreveram galáxias espirais chamadas super-luminosos. Eles são muito grande, com um diâmetro para cima de 437.000 anos-luz (em comparação com diâmetro de 100.000 anos-luz da Via Láctea). Com uma massa de 340 mil milhões de massas solares, que geram uma quantidade significativa de luz ultravioleta e no infravermelho médio. Eles são pensados ​​para ter um aumento da taxa de formação de estrelas a cerca de 30 vezes mais rápido do que a Via Láctea.

outras morfologias

  • Galáxias peculiares são as formações galácticas que desenvolvem as propriedades incomuns devido às interações maré com outras galáxias.
    • Um Galaxy anel tem uma estrutura em forma de anel de estrelas e meio interestelar em torno de um núcleo nu. Um Galaxy anel é pensado para ocorrer quando um Galaxy menor passa através do núcleo de uma espiral Galaxy. Tal acontecimento pode ter afectado o Galaxy Andrômeda , uma vez que exibe uma estrutura de multi-anel, como quando visto no infravermelho radiação.
  • Um Galaxy lenticular é uma forma intermédia que tem propriedades de ambos os galáxias elípticas e espirais. Estes são classificados como tipo Hubble S0, e eles possuem mal definido braços em espiral com uma auréola elíptica de estrelas ( galáxias lenticulares barrados receber SB0 classificação Hubble.)
  • Galáxias irregulares são galáxias que não podem ser facilmente classificados em uma morfologia elíptica ou em espiral.
    • Uma TIR-I galáxia tem alguma estrutura, mas não alinhar corretamente com o esquema de classificação Hubble.
    • Galáxias irr-II não possuem qualquer estrutura que se assemelha a uma classificação Hubble, e pode ter sido interrompido. Exemplos de (anãs) galáxias irregulares próximas incluem as nuvens de Magellanic .
  • Uma Galaxy difusa ultra- (UDG) é um Galaxy extremamente baixa densidade. A galáxia pode ser do mesmo tamanho que a Via Láctea, mas tem uma contagem estrela visível de apenas 1% da Via Láctea. A falta de luminosidade é porque existe uma falta de gás de formação de estrela no Galaxy que resulta em populações estelares velhos.

Dwarfs

Apesar do destaque de grandes galáxias elípticas e espirais, a maioria das galáxias no Universo são galáxias anãs. Estas galáxias são relativamente pequeno quando comparado com outras formações galácticas, sendo cerca de um centésimo do tamanho da Via Láctea, contendo apenas alguns bilhões de estrelas. galáxias Ultra-compacto anões foram recentemente descobriu que ficam apenas a 100 parsecs de diâmetro.

Muitas galáxias anãs podem orbitam uma única galáxia maior; a Via Láctea tem pelo menos uma dúzia de tais satélites, com um 300-500 estimada ainda a ser descoberto. Galáxias anãs também podem ser classificados como elíptica , espiral ou irregular . Desde pequenas elípticas anãs têm pouca semelhança com grandes elípticas, eles são freqüentemente chamados de galáxias anãs esferoidais vez.

Um estudo de 27 vizinhos Via Láctea descobriu que em todas as galáxias anãs, a massa central é aproximadamente 10 milhões de massas solares , independentemente da galáxia tem milhares ou milhões de estrelas. Isto levou à sugestão de que galáxias são, em grande parte formadas por matéria escura , e que o tamanho mínimo pode indicar uma forma de escuro quente matéria incapaz de coalescência gravitacional numa escala menor.

Outros tipos de galáxias

interagindo

As galáxias das antenas estão passando por uma colisão que resultará em sua eventual fusão.

Interações entre galáxias são relativamente freqüentes, e eles podem desempenhar um papel importante na evolução galáctica . Quase acidentes entre galáxias resultar em distorção de deformação devido a interacções de maré , e pode causar alguma troca de gases e poeiras. Colisões ocorrem quando duas galáxias passar diretamente através uns dos outros e têm ímpeto relativa suficiente para não se fundem. As estrelas de galáxias interagindo normalmente não irá colidir, mas o gás ea poeira dentro das duas formas irá interagir, às vezes provocando a formação de estrelas. Uma colisão pode distorcer gravemente a forma das galáxias, formando bares, anéis ou estruturas de cauda.

No extremo de interações são fusões galácticas. Neste caso, o impulso relativo das duas galáxias é insuficiente para permitir que as galáxias que passar por outro. Em vez disso, eles gradualmente se fundem para formar uma única galáxia, maior. As fusões podem resultar em mudanças significativas à morfologia, em comparação com os originais galáxias. Se uma das galáxias em fusão é muito mais maciça do que a outra galáxia fundindo então o resultado é conhecido como o canibalismo . Quanto maior a massa Galaxy maior permanecerá relativamente não perturbada pela fusão, enquanto o Galaxy menor é dilacerada. A Via Láctea está atualmente no processo de canibalização da Anã de Sagitário Galáxia elíptica ea Galáxia Anã do Cão Maior .

Starburst

M82 , uma galáxia starburst que tem dez vezes a formação de estrelas de uma galáxia "normal"

Estrelas são criados dentro de galáxias a partir de uma reserva de gás frio que se forma em gigantes nuvens moleculares . Algumas galáxias foram observadas para formar estrelas a um ritmo excepcional, que é conhecido como uma estrela. Se eles continuam a fazê-lo, então eles iria consumir a sua reserva de gás em um intervalo de tempo menor que o tempo de vida da galáxia. Daí atividade starburst geralmente dura apenas cerca de 10 milhões anos, um período relativamente curto na história de uma galáxia. Galáxias Starburst foram mais comuns durante o início da história do Universo, e, no momento, ainda contribui com uma estimativa de 15% para a taxa de produção estrela total.

Galáxias starburst são caracterizados por concentrações empoeiradas de gás e o aparecimento de estrelas recém-formados, incluindo estrelas massivas que ionizam as nuvens vizinhas para criar regiões H II . Estas estrelas massivas produzir supernovas explosões, resultando na expansão remanescentes que interagem fortemente com o gás circundante. Estas explosões desencadear uma reacção em cadeia de edifício estrela que se espalha por toda a região gasoso. Somente quando o gás disponível está quase consumido ou dispersos faz a atividade fim starburst.

Starbursts são frequentemente associados com a fusão ou interagindo galáxias. O exemplo protótipo de uma tal interacção formando-starburst é M82 , que experimentou um encontro com o maior M81 . Galáxias irregulares muitas vezes apresentam nós espaçados de actividade starburst.

galáxia ativa

Um jacto de partículas está a ser emitido a partir do núcleo do radiogaláxia elíptica M87 .

Uma porção de galáxias observáveis são classificados como galáxias activas se o Galaxy contém um núcleo galáctico ativo (AGN). Uma porção significativa da produção total de energia a partir do Galaxy é emitido pelo núcleo galáctico activo, em vez do estrelas, poeira e meio interestelar do Galaxy.

O modelo padrão para um núcleo galáctico activo baseia-se um disco de acreção que se forma em torno de um buraco negro (SMBH) a região do núcleo da Galaxy. A radiação de um núcleo galáctico ativo resulta da energia gravitacional da matéria que cai em direção ao buraco negro a partir do disco. Em cerca de 10% destes galáxias, um par diametralmente oposto de jactos energéticos ejecta partículas do núcleo Galaxy a velocidades próximas da velocidade da luz . O mecanismo para a produção de estes jactos não é bem compreendido.

  • Galáxias Seyfert ou quasares , são classificadas de acordo com a luminosidade, são galáxias activas que emitem radiação de alta energia, na forma de raios-x .

blazars

Blazars se crê ser um Galaxy activo com um jacto relativista que é apontada em direcção a terra. A rádio galáxia emite freqüências de rádio de jatos relativísticos. Um modelo unificado destes tipos de galáxias ativas explica suas diferenças com base no ângulo de visão do observador.

FORROS

Possivelmente relacionada com núcleos ativos de galáxias (bem como starburst regiões) são de baixa ionização regiões da linha de emissão nuclear (forros). A emissão das galáxias-tipo de revestimento é dominado por fracamente ionizado elementos. As fontes de excitação para as linhas fracamente ionizado incluem pós- AGB estrelas, AGN e choques. Aproximadamente um terço de galáxias próximas são classificados como contendo núcleos revestimento.

galáxia Seyfert

galáxias Seyfert são um dos dois maiores grupos de galáxias activas, juntamente com quasares. Eles têm núcleos quasar-like (fontes muito luminosas, distantes e brilhantes de radiação eletromagnética) com brilhos superficiais muito elevadas mas ao contrário de quasares, suas galáxias hospedeiras são claramente detectáveis. galáxias Seyfert representam cerca de 10% de todas as galáxias. Visto em luz visível, a maioria das galáxias Seyfert olhar como galáxias espirais normais, mas quando estudou com outros comprimentos de onda, a luminosidade de seus núcleos é equivalente à luminosidade das galáxias inteiras do tamanho da Via Láctea.

Quasar

Quasares (/ kweɪzɑr /) ou quase-estelares fontes de rádio são os membros mais enérgicos e distantes dos núcleos galácticos ativos. Quasares são extremamente luminosa e foram inicialmente identificados como sendo fontes de alta redshift de energia eletromagnética, inclusive ondas de rádio e luz visível, que pareciam ser semelhantes às estrelas, ao invés de fontes estendidas semelhantes a galáxias. Sua luminosidade pode ser 100 vezes maior do que a da Via Láctea.

galáxia infravermelho Luminous

Galáxias ou LIRGs infravermelhos luminosas são galáxias com luminosidades, a medição de brilho, acima de 10 11 L☉. LIRGs são mais abundantes do que galáxias starburst, galáxias Seyfert e objectos quase-estelares em luminosidade total de comparáveis. Galáxias infravermelhos emitem mais energia no infravermelho do que em todos os outros comprimentos de onda combinados. Luminosidade de uma LIRG é 100 bilhões de vezes maior do que o nosso Sol

propriedades

Campos magnéticos

Galáxias têm campos magnéticos da sua própria. Eles são suficientemente fortes para ser dinamicamente importante: eles dirigem influxo em massa em centros de galáxias, elas modificam a formação de braços em espiral e podem afectar a rotação do gás nas regiões exteriores de galáxias. Os campos magnéticos fornecer o transporte de momento angular necessária para o colapso de nuvens de gás e, portanto, a formação de novas estrelas.

A força equipartition média típica para galáxias espirais é de cerca de 10 ug ( microgauss ) ou um nT ( nanotesla ). Para efeito de comparação, o campo magnético da Terra tem uma força média de cerca de 0,3 G (Gauss ou 30 microTesla ( microTesla ). Galáxias Radio-fracas como M 31 e M 33 , nossa Via Láctea vizinhos 's, têm campos mais fracos (cerca de 5 mg) , enquanto galáxias ricas em gás com altas taxas de estrela-formação, como H 51, H 83 e NGC 6946, tem 15 ug, em média. no braços em espiral proeminentes a intensidade do campo pode ser de até 25 ug, em regiões onde o gás frio e poeira também estão concentrados. os campos mais fortes equipartição total (50-100 ug) foram encontrados em galáxias starburst , por exemplo, em H 82 e a das antenas , e em regiões starburst nucleares, por exemplo nos centros de NGC 1097 e de outras galáxias barradas .

Formação e evolução

Formação galáctica e evolução é uma área ativa de pesquisa em astrofísica .

Formação

impressão do artista de uma protocluster formando no início do Universo

Modelos cosmológicos atuais do início do Universo são baseados no Big Bang teoria. Cerca de 300.000 anos após este evento, os átomos de hidrogênio e hélio começaram a se formar, em um evento chamado de recombinação . Quase todo o hidrogénio era neutro (não-ionizado) e prontamente absorvida luz, e não há estrelas tinha ainda formado. Como resultado, este período tem sido chamado de " idade das trevas ". Foi a partir de flutuações de densidade (ou anisotrópicos irregularidades) nesta matéria primordial que estruturas maiores começaram a aparecer. Como resultado, massas de bariônica assunto começou a condensar dentro frias matéria escura halos. Estas estruturas primordiais acabaria por se tornar as galáxias que vemos hoje.

Concepção artística de um material galáxia acreção jovem

galáxias início

Evidências para o aparecimento precoce de galáxias foi encontrado em 2006, quando se descobriu que a galáxia IOK-1 tem um invulgarmente elevado redshift de 6,96, correspondendo a apenas 750 milhões de anos após o Big Bang e tornando-a galáxia mais distante e primordial ainda visto. Enquanto alguns cientistas têm afirmado outros objetos (como Abell 1835 IR1916 ) têm redshifts mais elevadas (e, portanto, são vistos em um estágio anterior da evolução do Universo), IOK-1 da idade e composição foram mais confiável estabelecida. Em dezembro de 2012, os astrônomos relataram que udfj-39546284 é o objeto mais distante conhecido e tem um valor redshift de 11,9. O objeto, estima-se que existia em torno de "380 milhões de anos" após o Big Bang (que era de cerca de 13,8 bilhões de anos atrás), é de cerca de 13.420 milhões de anos-luz de distância de viagem de distância. A existência de tais primeiros protogaláxias sugere que eles devem ter crescido nos chamados "idade das trevas". Como de 5 de Maio, 2015, o Galaxy EGS-ZS8-1 é o Galaxy mais distante e mais rapidamente medidos, formando 670 milhões de anos após o big bang . A luz da EGS-ZS8-1 tomou 13 bilhões de anos para chegar à Terra, e é agora 30 bilhões de anos-luz de distância, por causa da expansão do universo durante 13 bilhões de anos.

formação de galáxias cedo

Componentes diferentes de near-infrared luz de fundo detectadas pelo telescópio espacial Hubble em levantamentos do céu profundo

O processo detalhado, através da qual primeiros galáxias formado é uma questão em aberto em astrofísica. Teorias podem ser divididas em duas categorias: top-down e bottom-up. Em correlações de cima para baixo (tal como o modelo Eggen-Lynden-Bell-Sandage [ELS]), protogaláxias formar num colapso simultâneo em larga escala durando cerca de cem milhões de anos. Em teorias de baixo para cima (tal como o modelo Searle-Zinn [SZ]), pequenas estruturas, tais como aglomerados globulares formar em primeiro lugar, e, em seguida, um número de tais corpos agregar para formar um Galaxy maior.

Uma vez protogaláxias começou a se formar e se contraem, as primeiras estrelas de halo (chamados População III estrelas ) apareceu dentro deles. Estes foram quase inteiramente compostas de hidrogénio e hélio, e pode ter sido maciça. Se assim for, essas grandes estrelas teria consumidos rapidamente seu fornecimento de combustível e se tornaram supernovas , liberando elementos pesados para o meio interestelar . Esta primeira geração de estrelas re-ionizado o hidrogênio neutro circundante, criando expansão bolhas de espaço através do qual a luz poderia facilmente viajar.

Em junho de 2015, os astrônomos relataram evidências de População III estrelas do Cosmos Redshift 7 galáxia em z = 6,60 . Tais estrelas são susceptíveis de ter existido no universo muito cedo (ou seja, em alta redshift), e pode ter começado a produção de elementos químicos mais pesados que o hidrogênio que são necessários para a formação posterior de planetas e vida como a conhecemos.

Evolução

Dentro de um bilhão de anos de formação de uma galáxia, estruturas-chave começam a aparecer. Aglomerados globulares , o buraco negro supermassivo central, e um bojo de pobre em metais estrelas População II formulário. A criação de um buraco negro supermassivo parece desempenhar um papel fundamental na regulação ativamente o crescimento de galáxias, limitando a quantidade total de matéria adicional acrescentado. Durante esta época cedo, galáxias sofrer uma grande explosão de formação estelar.

Durante os seguintes dois bilhões de anos, a matéria acumulada resolve em um disco galáctico . Uma galáxia vai continuar a absorver o material em queda de nuvens de alta velocidade e galáxias anãs ao longo de sua vida. Esta matéria é principalmente hidrogênio e hélio. O ciclo de nascimento e morte estelar aumenta lentamente a abundância de elementos pesados, eventualmente, permitindo que a formação de planetas .

XDF campo de visão em comparação com o tamanho angular da Lua . Vários milhares de galáxias, cada uma composta de bilhões de estrelas , estão nesta exibição em tamanho pequeno.
XDF (2012) Ver: Cada pontinho de luz é uma galáxia, alguns dos quais são tão antigos quanto 13,2 bilhões de anos - o universo observável é estimada para conter 200 bilhões para 2 trilhões de galáxias.
XDF imagem mostra (da esquerda) totalmente galáxias maduras, cerca de galáxias maduros (de 5 a 9 bilhões de anos atrás), e protogaláxias , ardência com estrelas jovens (além 9 bilhões de anos).

A evolução de galáxias pode ser significativamente afectada por interacções e colisões. Fusões de galáxias foram comum durante o início da época, e a maioria de galáxias eram peculiares na morfologia. Dadas as distâncias entre as estrelas, a grande maioria dos sistemas estelares em galáxias em colisão não será afetada. No entanto, de decapagem gravitacional do gás e poeira interestelar que compõe os braços espirais produz uma longa série de estrelas conhecidas como caudas de maré. Exemplos destas formações pode ser visto na NGC 4676 ou os galáxias das antenas .

A Via Láctea e da vizinha galáxia de Andrômeda está se movendo em direção ao outro a cerca de 130  km / s , e-dependendo das laterais movimentos os dois poderiam colidir em cerca de cinco a seis bilhões de anos. Embora a Via Láctea nunca colidiu com uma galáxia tão grande quanto Andrômeda antes, evidências de colisões passadas da Via Láctea com galáxias anãs menores está aumentando.

Tais interacções de grande escala são raros. Conforme o tempo passa, as fusões de dois sistemas de igual tamanho tornam-se menos comum. A maioria das galáxias brilhantes permaneceram fundamentalmente inalteradas nos últimos bilhões de anos, e a taxa líquida de formação de estrelas, provavelmente, também atingiu o pico cerca de dez bilhões de anos atrás.

Tendências futuras

Galáxias espirais, como a Via Láctea, produzir novas gerações de estrelas, enquanto eles têm densas nuvens moleculares de hidrogênio interestelar em seus braços espirais. As galáxias elípticas são em grande parte desprovida desse gás, e assim formar algumas novas estrelas. O fornecimento de material de formação de estrela é finito; uma vez que estrelas se converteram a oferta disponível de hidrogênio em elementos mais pesados, formação de estrela nova vai chegar a um fim.

A era atual de formação de estrelas é esperado que continue por até cem bilhões de anos, e então a "era estelar" vai relaxar após cerca de dez trilhões para um cem trillion anos (10 13 -10 14  anos), como o menor, estrelas no nosso universo de vida mais longa, pequenas anãs vermelhas , começam a desaparecer. No final da idade estelar, galáxias será composto de objectos compactos : anãs castanhas , anãs brancas que são de refrigeração ou de frio ( " anões preto "), as estrelas de neutrões , e buracos negros . Eventualmente, como resultado do relaxamento gravitacional , todas as estrelas vão quer cair em buracos negros supermassivos centrais ou ser arremessado para o espaço intergaláctico como resultado de colisões.

estruturas de grande escala

Céu pesquisas profundas mostram que as galáxias são freqüentemente encontrados em grupos e aglomerados . Galáxias solitários que não têm significativamente interagiram com outra galáxia de massa comparável durante os últimos bilhões de anos são relativamente escassos. Apenas cerca de 5% das galáxias pesquisados foram encontrados para ser verdadeiramente isolado; no entanto, estas formações isoladas podem ter interagido e até mesmo se fundiu com outras galáxias no passado, e ainda pode ser orbitado por menores galáxias, satélite. Isoladas galáxias podem produzir estrelas a uma taxa maior do que o normal, como o gás não está sendo retirado por outras galáxias próximas.

Em maior escala, o universo está em constante expansão, resultando em um aumento médio na separação entre as galáxias individuais (ver a lei de Hubble ). Associações de galáxias pode superar essa expansão em escala local através de sua atração gravitacional mútua. Estas associações formadas no início do Universo, como aglomerados de matéria escura puxou suas respectivas galáxias juntas. Grupos próximos mais tarde se fundiu para formar grupos de maior escala. Este processo em curso de fusão (bem como um influxo de gás infalling) aquece o gás intergaláctico dentro de um conjunto de temperaturas muito elevadas, atingindo 30-100 megakelvins . Cerca de 70-80% da massa de um conjunto é na forma de matéria escura, com 10-30% constituído por este gás aquecido e poucos por cento restantes da matéria sob a forma de galáxias.

Sexteto de Seyfert é um exemplo de um grupo compacto da galáxia.

A maioria das galáxias no Universo são gravitacionalmente ligadas a uma série de outras galáxias. Estes formam um fractal distribuição hierárquica -like de estruturas agregadas, com os menores tais associações serem grupos denominados. Um grupo de galáxias é o tipo mais comum de aglomerado galáctico, e estas formações conter uma maioria das galáxias (bem como a maior parte do bariónica massa) no universo. Para permanecer gravitacionalmente ligadas a um tal grupo, cada membro Galaxy deve ter uma velocidade suficientemente baixa para evitar que ele escape (ver teorema Virial ). Se há insuficiente energia cinética , no entanto, o grupo pode evoluir para um número menor de galáxias através de fusões.

Aglomerados de galáxias consistem de centenas a milhares de galáxias ligados por gravidade. Aglomerados de galáxias são muitas vezes dominado por uma única galáxia elíptica gigante, conhecido como o mais brilhante galáxia conjunto , que, ao longo do tempo, tidally destrói suas galáxias satélites e adiciona sua massa para o seu próprio.

Superclusters conter dezenas de milhares de galáxias, que são encontrados em grupos, grupos e às vezes individualmente. Na escala superaglomerado , galáxias estão dispostos em folhas e filamentos circundantes grandes espaços vazios. Acima dessa escala, o Universo parece ser o mesmo em todas as direções ( isotrópicos e homogêneos ).

A Via Láctea é um membro de uma associação nomeado o Grupo Local , um grupo relativamente pequeno de galáxias que tem um diâmetro de aproximadamente um megaparsec. A Via Láctea ea galáxia de Andrômeda são as duas galáxias mais brilhantes no seio do grupo; muitas das outras galáxias membros são companheiros anões destas duas galáxias. O Grupo local em si é uma parte de uma estrutura tipo nuvem no interior do Superaglomerado de Virgem , uma estrutura grande, prolongado de grupos e aglomerados de galáxias centradas no aglomerado de Virgem . E a própria Superaglomerado de Virgem é uma parte do complexo de superaglomerados peixes-baleia , um gigante filamento galáctico .

observação multi-comprimento de onda

Esta imagem ultravioleta do Andromeda mostra regiões azuis contendo estrelas jovens e massivas.

A radiação de pico a maioria das estrelas reside no espectro visível , de modo que a observação das estrelas que formam galáxias tem sido um dos principais componentes de astronomia óptica . É também uma porção favoráveis do espectro para a observação ionizado regiões H II , e para examinar a distribuição de braços empoeirados.

A poeira presente no meio interestelar é opaco à luz visível. É mais transparente para longe do infravermelho , o que pode ser usado para observar as regiões interiores de nuvens moleculares gigantes e núcleos de galáxias em grande detalhe. Infravermelho também é utilizado para observar distantes, vermelho-deslocou galáxias que se formaram muito cedo na história do universo. O vapor de água e dióxido de carbono absorver um certo número de porções úteis do espectro de infravermelhos, de modo a grande altitude ou telescópios espaciais são utilizados para a astronomia de infravermelhos .

O avião sul da Via Láctea a partir de comprimentos de onda submilimétricos

O primeiro estudo não visual de galáxias, particularmente galáxias activas, foi realizada utilizando frequências de rádio . A atmosfera da Terra é quase transparente para rádio entre 5  MHz e 30 GHz. (Os ionosfera bloqueia sinais abaixo deste intervalo.) Grandes rádio interferómetros têm sido utilizados para mapear os jactos activos emitidos a partir de núcleos activos. Telescópios de rádio também pode ser usada para observar hidrogénio neutra (por meio de 21 centímetros de radiação ), incluindo, potencialmente, a matéria não-ionizado no início do universo que depois unidos para formar galáxias.

Ultravioleta e telescópios de raios-X pode observar fenômenos galácticos altamente energéticos. Flares ultravioletas são por vezes observados quando uma estrela em uma galáxia distante é dilacerado entre as forças de maré de um buraco negro nas proximidades. A distribuição de gás quente em aglomerados de galáxias pode ser mapeada por raios-X. A existência de buracos negros nos núcleos de galáxias foi confirmada através astronomia de raios-X.

Veja também

Notas

Referências

Fontes

Bibliografia

links externos