Selgel ööl saate Linnutee ansambli teha öises taevas. Astronoomid vaatasid seda aastatuhandeid hirmul ja jõudsid aeglaselt arusaamisele, et meie Päike oli vaid üks miljarditest galaktika tähtedest. Aja jooksul, kui meie instrumendid ja meetodid paranesid, mõistsime, et Linnutee ise oli vaid üks miljarditest galaktikatest, mis moodustavad Universumi.
Tänu relatiivsuse ja valguse kiiruse avastamisele oleme ka aru saanud, et kui vaatame läbi ruumi, vaatame ka ajas tagasi. Nähes objekti, mis asub miljard valgusaasta kaugusel, näeme ka seda, kuidas see objekt nägi välja miljard aastat tagasi. See ajamasina efekt on astronoomidel võimaldanud uurida, kuidas galaktikad tekkisid (st galaktiline evolutsioon).
Protsessi, milles galaktikad moodustuvad ja arenevad, iseloomustab aja jooksul pidev kasv, mis algas vahetult pärast Suurt Pauku. See protsess ja galaktikate lõplik saatus on endiselt intensiivse lummuse objekt ja on endiselt täis oma osa saladustest.
Galaktika kihistu:
Praegune teaduslik konsensus on see, et kogu aine universumis loodi umbes 13,8 miljardit aastat tagasi Suure Paugu nime all tuntud sündmuse ajal. Sel ajal tihendati kogu aine väga väikeseks palliks, millel oli lõpmatu tihedus ja intensiivne kuumus ja mida nimetatakse singulaarsuseks. Järsku hakkas singulaarsus laienema ja algas universum, nagu me seda teame.
Pärast kiire paisumist ja jahutamist oli kogu aine jaotumine peaaegu ühtlane. Sellele järgnenud mitme miljardi aasta jooksul hakkasid Universumi pisut tihedamad piirkonnad üksteise suhtes gravitatsiooniliselt tähelepanu tõmbama. Seetõttu kasvasid nad veelgi tihedamaks, moodustades gaasipilved ja suured aine tükid.
Nendest kobaratest said ürgsed galaktikad, kuna protogalaktikates olevad vesinikgaasi pilved läbisid gravitatsiooni ja said esimesteks tähtedeks. Mõned neist varajastest objektidest olid väikesed ja neist said pisikesed kääbusgalaktikad, teised aga palju suuremad ja neist said tuttavad spiraalkujud, nagu meie Linnutee.
Galaktilised ühinemised:
Pärast moodustumist arenesid need galaktikad koos suuremateks galaktilisteks struktuurideks, mida nimetatakse rühmadeks, klastriteks ja superklastriteks. Aja jooksul meelitasid galaktikad üksteise külge oma raskusjõu mõjul ja põrkasid kokku mitme ühinemise käigus. Nende ühinemiste tulemus sõltub kokkupõrkel asuvate galaktikate massist.
Väikesed galaktikad lõhuvad suuremad galaktikad ja need lisatakse suuremate galaktikate massi. Meie enda Linnutee sööstis hiljuti mõned kääbusgalaktikad, muutes need galaktika tuuma tiirlevate tähtede voogudeks. Kuid kui suured sarnase suurusega galaktikad kokku saavad, muutuvad nad hiiglaslikeks elliptilisteks galaktikateks.
Kui see juhtub, kaob õrn spiraalstruktuur ning ühendatud galaktikad muutuvad suurteks ja elliptilisteks. Elliptilised galaktikad on ühed suurimad galaktikad, mida eales nähtud. Nende ühinemiste teine tagajärg on see, et nende keskpunktis olevad ülimassiivsed mustad augud (SMBH) muutuvad veelgi suuremaks.
Kõigi ühinemiste tulemuseks pole elliptilised galaktikad, võtke arvesse. Kuid kõigi ühinemiste tagajärjel muutuvad ühendatud galaktikate struktuur. Näiteks arvatakse, et Linnutee kogeb väiksemat ühinemisüritust lähedal asuvate Magellaani pilvedega; ning viimastel aastatel on kindlaks tehtud, et kääbusgalaktika Canis Major on ühinenud meie omadega.
Kuigi ühinemisi peetakse vägivaldseteks sündmusteks, ei eeldata tähesüsteemide vahel tegelikke kokkupõrkeid, arvestades tähtede vahelist suurt vahemaad. Ühinemised võivad aga põhjustada gravitatsioonilisi lööklaineid, mis on võimelised käivitama uute tähtede moodustumise. Eeldatakse, et see juhtub siis, kui meie oma Linnutee galaktika sulandub Andromeda galaktikaga umbes 4 miljardi aasta pärast.
Galaktiline surm:
Lõpuks lakkavad galaktikad tähtede moodustumisest, kui nad on ammendanud külma gaasi ja tolmu varud. Kui varud otsa saavad, aeglustub tähtede moodustumine miljardite aastate jooksul, kuni see täielikult lakkab. Pidevad ühinemised tagavad aga värskete tähtede, gaasi ja tolmu ladestumise vanemates galaktikates, pikendades sellega nende eluiga.
Praegu arvatakse, et meie galaktika on suurema osa oma vesinikust ära kasutanud ja tähtede moodustumine aeglustub, kuni varustus on ammendunud. Tähed nagu meie Päike võivad kesta vaid umbes kümme miljardit aastat; kuid kõige väiksemad, lahedamad punased kääbused võivad kesta paar triljonit aastat. Tänu kääbusgalaktikate olemasolule ja eelseisvale ühinemisele Andromeedaga võiks meie galaktika eksisteerida veelgi kauem.
Kuid kõik galaktikad selles Universumi läheduses on lõpuks üksteisega gravitatsiooniliselt seotud ja sulanduvad hiiglaslikuks elliptiliseks galaktikaks. Astronoomid on näinud näiteid sellist tüüpi fossiilsete galaktikate kohta, millest hea on Messier 49 - supermassiivne elliptiline galaktika.
Need galaktikad on ära kasutanud kõik oma tähte moodustava gaasi varud ja kõik, mis on jäänud, on kauem püsivad tähed. Lõpuks vilguvad need tähed tohutult pikka aega üksteise järel, kuni kogu asi on Universumi taustatemperatuur.
Pärast meie galaktika ühinemist Andromeedaga ja jätkates ühinemist kõigi teiste läheduses asuvate kohalike rühmas asuvate galaktikatega, võime oodata, et ka see kannatab sarnast saatust. Ja nii on galaktikate evolutsioon toimunud miljardite aastate jooksul ja see toimub lähitulevikus.
Oleme ajakirjale Space Magazine kirjutanud palju galaktikaid käsitlevaid artikleid. Siit saate teada, mis on Linnutee ?, Kuidas kujunes Linnutee ?, Mis juhtub, kui galaktikad kokku põrkuvad? Mis juhtub, kui galaktikad surevad?
Kui soovite rohkem teavet galaktikate kohta, vaadake Hubblesite'i uudisteateid galaktikate kohta ja siin on NASA teaduste leht galaktikate kohta.
Oleme salvestanud ka galaktikate kohta käiva astronoomialavastuse episoodi - Episood 97: galaktikad.
Allikad:
- Cornelli ülikooli astronoomiaosakond - kujunemine ja evolutsioon
- Vikipeedia - galaktikate teke ja evolutsioon
- SKA - kuidas galaktikad arenevad?
