Aus welchen Sternen besteht eine Spiralgalaxie? Astronomen haben eine neue Klasse von Galaxien entdeckt: Superspiralen. Spiralstruktur von Galaxien

Der Kern ist eine extrem kleine Region im Zentrum der Galaxie. Wenn es um galaktische Kerne geht, sprechen wir am häufigsten von aktiven galaktischen Kernen, bei denen die Prozesse nicht durch die Eigenschaften der in ihnen konzentrierten Sterne erklärt werden können.

Die Scheibe ist eine relativ dünne Schicht, in der sich die meisten Objekte der Galaxie konzentrieren. Es ist in eine Gas-Staub-Scheibe und eine Sternscheibe unterteilt. Galaxienkern interstellare Gravitation

Ausbuchtung (englisch bulge – Schwellung) – die hellste Innenteil sphäroidische Komponente.

Halo ist die äußere kugelförmige Komponente. Die Grenze zwischen der Ausbuchtung und dem Halo ist verschwommen und eher willkürlich.

Andere mögliche Elemente.

Der Polarring ist ein seltenes Bauteil. Im klassischen Fall besteht eine Polarringgalaxie aus zwei Scheiben, die in senkrechten Ebenen rotieren. Die Mittelpunkte dieser Scheiben fallen im klassischen Fall zusammen. Der Grund für die Bildung von Polarringen ist nicht vollständig geklärt.

Die sphäroidale Komponente ist eine kugelförmige Verteilung von Sternen.

Spiralzweig (Spiralarm) ist eine Kondensation von interstellarem Gas und überwiegend jungen Sternen in Form einer Spirale. Höchstwahrscheinlich handelt es sich um Dichtewellen, die aus verschiedenen Gründen entstehen, die Frage nach ihrem Ursprung ist jedoch noch nicht vollständig geklärt.

Bar (Brücke) – sieht aus wie eine dichte längliche Formation bestehend aus Sternen und interstellarem Gas. Berechnungen zufolge ist es der Hauptlieferant von interstellarem Gas für das Zentrum der Galaxie. Allerdings basieren fast alle theoretischen Konstruktionen auf der Tatsache, dass die Dicke der Scheibe viel geringer ist als ihre Abmessungen, mit anderen Worten, die Scheibe ist flach, und fast alle Modelle sind vereinfachte zweidimensionale Modelle; es gibt nur sehr wenige Berechnungen davon dreidimensionale Scheibenmodelle. Und in der bekannten Literatur gibt es nur eine dreidimensionale Berechnung einer Galaxie mit Balken und Gas. Laut dem Autor dieser Berechnung fällt das Gas nicht in das Zentrum der Galaxie, sondern wandert ziemlich weit.

Entwicklung von Galaxien

Die Entwicklung der Galaxie nennt man die Veränderung seiner integralen Eigenschaften im Laufe der Zeit: Spektrum, Farbe, chemische Zusammensetzung, Geschwindigkeitsfelder. Das Leben einer Galaxie zu beschreiben ist nicht einfach: Die Entwicklung einer Galaxie wird nicht nur von der Entwicklung ihrer einzelnen Teile beeinflusst, sondern auch von ihrer äußeren Umgebung. Kurz gesagt können die Prozesse, die die Entwicklung der Galaxie beeinflussen, durch das folgende Diagramm dargestellt werden.

Die Evolution schreitet durch protogalaktische Kompression, große Verschmelzung (Verschmelzung von Galaxien) und den Druck von heißem intergalaktischem Gas um Jahre schneller voran.

Die Evolution schreitet um Jahre langsamer voran, mit einer Dauer der Akkretion auf der Scheibe, einer kleinen Verschmelzung und der Gezeitenwechselwirkung von Galaxien. Und auch, wenn die Entwicklung durch Stabinstabilität, dunklen Halo, schwarzes Loch, Spiralarme, galaktische Winde und Fontänen verursacht wird.

Während der evolutionären Entwicklung entstehen weitere für die Galaxie wichtige Prozesse: Sternentstehung, Metallanreicherung, Rückkopplung durch Supernovae und aktive Kerne, Gaserneuerung.

Eine Galaxie ist eine große Formation aus Sternen, Gas und Staub, die durch die Schwerkraft zusammengehalten wird. Diese größten Verbindungen im Universum können in Form und Größe variieren. Die meisten Weltraumobjekte sind Teil einer bestimmten Galaxie. Dies sind Sterne, Planeten, Satelliten, Nebel, Schwarze Löcher und Asteroiden. Einige der Galaxien verfügen über große Mengen unsichtbarer dunkler Energie. Aufgrund der Tatsache, dass Galaxien durch leeren Raum getrennt sind, werden sie im übertragenen Sinne Oasen in der kosmischen Wüste genannt.

	Elliptische Galaxie	Spiralgalaxie	Falsche Galaxie
Kugelförmige Komponente	Die gesamte Galaxie	Essen	Sehr schwach
Sternscheibe	Keine oder nur schwach ausgeprägt	Hauptbestandteil	Hauptbestandteil
Gas- und Staubscheibe	Nein	Essen	Essen
Spiralzweige	Nein oder nur in der Nähe des Kerns	Essen	Nein
Aktive Kerne	Treffen	Treffen	Nein
	20%	55%	5%

Unsere Galaxie

Der uns am nächsten gelegene Stern, die Sonne, ist einer der Milliarden Sterne in der Milchstraße. Wenn man den Sternenhimmel betrachtet, fällt es schwer, einen breiten, mit Sternen übersäten Streifen zu übersehen. Die alten Griechen nannten den Haufen dieser Sterne die Galaxie.

Wenn wir die Möglichkeit hätten, dieses Sternensystem von außen zu betrachten, würden wir eine abgeplattete Kugel bemerken, in der sich über 150 Milliarden Sterne befinden. Unsere Galaxie hat Dimensionen, die man sich kaum vorstellen kann. Ein Lichtstrahl wandert Hunderttausende Erdenjahre lang von einer Seite zur anderen! Das Zentrum unserer Galaxie wird von einem riesigen Kern eingenommen spiralförmige Äste voller Sterne. Die Entfernung von der Sonne zum Kern der Galaxie beträgt 30.000 Lichtjahre. Sonnensystem liegt am Rande der Milchstraße.

Sterne in der Galaxie sind trotz der großen Ansammlung kosmischer Körper selten. Beispielsweise ist der Abstand zwischen den nächsten Sternen mehrere zehn Millionen Mal größer als ihr Durchmesser. Man kann nicht sagen, dass Sterne im Universum zufällig verstreut sind. Ihr Standort hängt von den wirkenden Gravitationskräften ab göttlicher Körper in einer bestimmten Ebene. Sternsysteme mit ihren Gravitationsfelder und werden Galaxien genannt. Neben Sternen umfasst die Galaxie auch Gas und interstellaren Staub.

Zusammensetzung von Galaxien.

Das Universum besteht auch aus vielen anderen Galaxien. Die uns am nächsten gelegenen sind 150.000 Lichtjahre entfernt. Sie sind am Himmel zu sehen südlichen Hemisphäre in Form kleiner Nebelflecken. Sie wurden erstmals von Pigafett, einem Mitglied der Magellanschen Expedition um die Welt, beschrieben. Sie gelangten unter dem Namen „Große und Kleine Magellansche Wolke“ in die Wissenschaft.

Die uns am nächsten gelegene Galaxie ist der Andromedanebel. Es ist sehr groß und daher von der Erde aus sichtbar normales Fernglas Und das bei klarem Wetter – sogar mit bloßem Auge.

Die Struktur der Galaxie ähnelt einer riesigen konvexen Spirale im Weltraum. Auf einem der Spiralarme, ¾ der Entfernung vom Zentrum, befindet sich das Sonnensystem. Alles in der Galaxie dreht sich um den zentralen Kern und unterliegt der Schwerkraft. Im Jahr 1962 klassifizierte der Astronom Edwin Hubble Galaxien nach ihrer Form. Der Wissenschaftler teilte alle Galaxien in elliptische, spiralförmige, unregelmäßige und Balkengalaxien ein.

In dem für die astronomische Forschung zugänglichen Teil des Universums gibt es Milliarden von Galaxien. Zusammenfassend bezeichnen Astronomen sie als Metagalaxie.

Galaxien des Universums

Galaxien werden durch große Gruppen von Sternen, Gas und Staub repräsentiert, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Sie können in Form und Größe erheblich variieren. Die meisten Weltraumobjekte gehören zu einer Galaxie. Dies sind Schwarze Löcher, Asteroiden, Sterne mit Satelliten und Planeten, Nebel, Neutronensatelliten.

Die meisten Galaxien im Universum umfassen große Menge unsichtbare dunkle Energie. Da der Raum zwischen verschiedenen Galaxien als leer gilt, werden sie oft als Oasen in der Leere des Weltraums bezeichnet. Beispielsweise ist ein Stern namens Sonne einer der Milliarden Sterne in der Milchstraße in unserem Universum. Das Sonnensystem befindet sich ¾ der Entfernung vom Zentrum dieser Spirale. In dieser Galaxie bewegt sich alles ständig um den zentralen Kern, der seiner Schwerkraft gehorcht. Allerdings bewegt sich auch der Kern mit der Galaxie. Gleichzeitig bewegen sich alle Galaxien mit Höchstgeschwindigkeit.
Der Astronom Edwin Hubble führte 1962 eine logische Klassifizierung der Galaxien des Universums unter Berücksichtigung ihrer Form durch. Nun werden Galaxien in 4 Hauptgruppen eingeteilt: elliptische, spiralförmige, Balkengalaxien und unregelmäßige Galaxien.
Was ist die größte Galaxie in unserem Universum?
Die größte Galaxie im Universum ist eine übergroße linsenförmige Galaxie im Abell-2029-Cluster.

Spiralgalaxien

Es handelt sich um Galaxien, deren Form einer flachen Spiralscheibe mit einem hellen Zentrum (Kern) ähnelt. Die Milchstraße ist eine typische Spiralgalaxie. Spiralgalaxien werden üblicherweise mit dem Buchstaben S bezeichnet; sie sind in 4 Untergruppen unterteilt: Sa, So, Sc und Sb. Galaxien der So-Gruppe zeichnen sich durch helle Kerne aus, die keine Spiralarme haben. Die Sa-Galaxien zeichnen sich durch dichte Spiralarme aus, die eng um den zentralen Kern gewunden sind. Die Arme von Sc- und Sb-Galaxien umgeben selten den Kern.

Spiralgalaxien des Messier-Katalogs

Gesperrte Galaxien

Balkengalaxien ähneln Spiralgalaxien, weisen jedoch einen Unterschied auf. In solchen Galaxien beginnen Spiralen nicht im Kern, sondern an den Brücken. Etwa ein Drittel aller Galaxien fallen in diese Kategorie. Sie werden üblicherweise mit den Buchstaben SB bezeichnet. Sie sind wiederum in 3 Untergruppen Sbc, SBb, SBa unterteilt. Der Unterschied zwischen diesen drei Gruppen wird durch die Form und Länge der Jumper bestimmt, wo tatsächlich die Arme der Spiralen beginnen.

Spiralgalaxien mit der Messier-Katalogleiste

Elliptische Galaxien

Die Form von Galaxien kann von perfekt rund bis länglich oval variieren. Ihre Besonderheit ist das Fehlen eines zentralen hellen Kerns. Sie werden mit dem Buchstaben E bezeichnet und sind (je nach Form) in 6 Untergruppen unterteilt. Solche Formen werden von E0 bis E7 bezeichnet. Erstere haben eine nahezu runde Form, während sich die E7 durch eine extrem längliche Form auszeichnen.

Elliptische Galaxien des Messier-Katalogs

Unregelmäßige Galaxien

Sie haben keine ausgeprägte Struktur oder Form. Unregelmäßige Galaxien werden normalerweise in zwei Klassen eingeteilt: IO und Im. Am häufigsten kommt die Galaxienklasse Im vor (sie weist nur einen leichten Hinweis auf ihre Struktur auf). In einigen Fällen sind helikale Reste sichtbar. IO gehört zur Klasse der Galaxien mit chaotischer Form. Kleine und große Magellansche Wolken – leuchtendes Beispiel Ich bin Klasse.

Unregelmäßige Galaxien des Messier-Katalogs

Tabelle der Eigenschaften der wichtigsten Galaxientypen

	Elliptische Galaxie	Spiralgalaxie	Falsche Galaxie
Kugelförmige Komponente	Die gesamte Galaxie	Essen	Sehr schwach
Sternscheibe	Keine oder nur schwach ausgeprägt	Hauptbestandteil	Hauptbestandteil
Gas- und Staubscheibe	Nein	Essen	Essen
Spiralzweige	Nein oder nur in der Nähe des Kerns	Essen	Nein
Aktive Kerne	Treffen	Treffen	Nein
Prozent von Gesamtzahl Galaxien	20%	55%	5%

Großes Porträt von Galaxien

Vor nicht allzu langer Zeit begannen Astronomen mit der Arbeit an einem gemeinsamen Projekt, um die Position von Galaxien im gesamten Universum zu bestimmen. Ihr Ziel ist es, im großen Maßstab ein detaillierteres Bild der Gesamtstruktur und Form des Universums zu erhalten. Leider ist das Ausmaß des Universums für viele Menschen schwer zu verstehen. Nehmen Sie unsere Galaxie, die aus mehr als hundert Milliarden Sternen besteht. Es gibt Milliarden weiterer Galaxien im Universum. Entfernte Galaxien wurden entdeckt, aber wir sehen ihr Licht so, wie es vor fast 9 Milliarden Jahren war (wir sind so weit voneinander entfernt).

Astronomen erfuhren, dass die meisten Galaxien zu einer bestimmten Gruppe gehören (sie wurde als „Cluster“ bekannt). Die Milchstraße ist Teil eines Galaxienhaufens, der wiederum aus vierzig bekannten Galaxien besteht. Typischerweise sind die meisten dieser Cluster Teil einer noch größeren Gruppierung, die Supercluster genannt wird.

Unser Cluster ist Teil eines Superclusters, der allgemein als Virgo-Cluster bezeichnet wird. Ein solch massiver Haufen besteht aus mehr als zweitausend Galaxien. Zu der Zeit, als Astronomen eine Karte der Lage dieser Galaxien erstellten, begannen Superhaufen konkrete Formen anzunehmen. Große Superhaufen haben sich um scheinbar riesige Blasen oder Hohlräume versammelt. Was das für eine Struktur ist, weiß noch niemand. Wir verstehen nicht, was sich in diesen Hohlräumen befinden könnte. Der Annahme zufolge könnten sie mit einer bestimmten, den Wissenschaftlern unbekannten Art dunkler Materie gefüllt sein oder in ihrem Inneren Leerräume aufweisen. Es wird noch lange dauern, bis wir die Natur solcher Lücken kennen.

Galaktische Datenverarbeitung

Edwin Hubble ist der Begründer der galaktischen Erforschung. Er ist der erste, der herausgefunden hat, wie man die genaue Entfernung zu einer Galaxie berechnen kann. Bei seiner Forschung stützte er sich auf die Methode pulsierender Sterne, besser bekannt als Cepheiden. Der Wissenschaftler konnte den Zusammenhang zwischen der Zeitspanne, die benötigt wird, um einen Helligkeitspuls zu vollenden, und der Energie, die der Stern freisetzt, feststellen. Die Ergebnisse seiner Forschung stellten einen großen Durchbruch auf dem Gebiet der galaktischen Forschung dar. Darüber hinaus entdeckte er, dass es einen Zusammenhang zwischen dem von einer Galaxie emittierten roten Spektrum und ihrer Entfernung (der Hubble-Konstante) gibt.

Heutzutage können Astronomen die Entfernung und Geschwindigkeit einer Galaxie messen, indem sie den Grad der Rotverschiebung im Spektrum messen. Es ist bekannt, dass sich alle Galaxien im Universum voneinander entfernen. Je weiter eine Galaxie von der Erde entfernt ist, desto größer ist ihre Bewegungsgeschwindigkeit.

Visualisieren diese Theorie Stellen Sie sich vor, Sie fahren ein Auto mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h. Das Auto vor Ihnen fährt 50 km pro Stunde schneller, was bedeutet, dass seine Geschwindigkeit 100 km pro Stunde beträgt. Vor ihm steht ein weiteres Auto, das noch einmal 50 km/h schneller fährt. Obwohl sich die Geschwindigkeit aller drei Autos um 50 km/h unterscheidet, entfernt sich das erste Auto tatsächlich 100 km/h schneller von Ihnen. Da das rote Spektrum Auskunft über die Geschwindigkeit gibt, mit der sich die Galaxie von uns entfernt, ergibt sich Folgendes: Je größer die Rotverschiebung, desto schneller bewegt sich die Galaxie und desto größer ist ihre Entfernung von uns.

Wir verfügen jetzt über neue Werkzeuge, die Wissenschaftlern bei der Suche nach neuen Galaxien helfen. Dank des Hubble-Weltraumteleskops konnten Wissenschaftler sehen, wovon sie bisher nur träumen konnten. Die hohe Leistung dieses Teleskops ermöglicht eine gute Sichtbarkeit selbst kleiner Details in nahe gelegenen Galaxien und ermöglicht die Untersuchung weiter entfernter Galaxien, die noch niemandem bekannt sind. Derzeit werden neue Weltraumbeobachtungsinstrumente entwickelt, die in naher Zukunft zu einem tieferen Verständnis der Struktur des Universums beitragen werden.

Arten von Galaxien

Spiralgalaxien. Die Form ähnelt einer flachen Spiralscheibe mit ausgeprägtem Zentrum, dem sogenannten Kern. Unsere Milchstraße fällt in diese Kategorie. In diesem Abschnitt der Portalseite finden Sie viele verschiedene Artikel, die Weltraumobjekte unserer Galaxie beschreiben.
Gesperrte Galaxien. Sie ähneln Spiralen, unterscheiden sich jedoch in einem wesentlichen Unterschied von ihnen. Die Spiralen gehen nicht vom Kern aus, sondern von den sogenannten Jumpern. Ein Drittel aller Galaxien im Universum kann dieser Kategorie zugeordnet werden.
Elliptische Galaxien haben unterschiedliche Formen: von perfekt rund bis oval länglich. Im Vergleich zu Spiralen fehlt ihnen ein zentraler, ausgeprägter Kern.
Unregelmäßige Galaxien haben keine charakteristische Form oder Struktur. Sie können keinem der oben aufgeführten Typen zugeordnet werden. In den Weiten des Universums gibt es viel weniger unregelmäßige Galaxien.

Astronomen in In letzter Zeit startete ein gemeinsames Projekt zur Bestimmung der Position aller Galaxien im Universum. Wissenschaftler hoffen, im großen Maßstab ein klareres Bild seiner Struktur zu bekommen. Die Größe des Universums ist für das menschliche Denken und Verstehen schwer abzuschätzen. Allein unsere Galaxie ist eine Ansammlung von Hunderten Milliarden Sternen. Und es gibt Milliarden solcher Galaxien. Wir können Licht von entdeckten fernen Galaxien sehen, aber das bedeutet nicht einmal, dass wir in die Vergangenheit blicken, denn der Lichtstrahl erreicht uns über Dutzende von Milliarden Jahren, eine so große Entfernung trennt uns.

Astronomen assoziieren die meisten Galaxien auch mit bestimmten Gruppen, die Cluster genannt werden. Unsere Milchstraße gehört zu einem Cluster, der aus 40 erforschten Galaxien besteht. Solche Cluster werden zu großen Gruppen zusammengefasst, die Supercluster genannt werden. Der Sternhaufen mit unserer Galaxie ist Teil des Virgo-Superhaufens. Dieser Riesenhaufen enthält mehr als zweitausend Galaxien. Nachdem Wissenschaftler begonnen hatten, eine Karte der Lage dieser Galaxien zu zeichnen, nahmen Superhaufen bestimmte Formen an. Die meisten galaktischen Superhaufen waren von riesigen Hohlräumen umgeben. Niemand weiß, was sich in diesen Hohlräumen befinden könnte: Weltraum wie der interplanetare Raum oder neue Form Gegenstand. Es wird lange dauern, dieses Rätsel zu lösen.

Interaktion von Galaxien

Nicht weniger interessant für Wissenschaftler ist die Frage nach der Wechselwirkung von Galaxien als Komponenten Raumfahrtsysteme. Es ist kein Geheimnis, dass Weltraumobjekte in ständiger Bewegung sind. Galaxien sind keine Ausnahme von dieser Regel. Einige Arten von Galaxien könnten eine Kollision oder Verschmelzung zweier kosmischer Systeme verursachen. Wenn man versteht, wie diese Weltraumobjekte aussehen, werden großräumige Veränderungen aufgrund ihrer Interaktion verständlicher. Bei der Kollision zweier Raumfahrtsysteme spritzt eine gigantische Energiemenge heraus. Das Zusammentreffen zweier Galaxien in den Weiten des Universums ist ein noch wahrscheinlicheres Ereignis als die Kollision zweier Sterne. Kollisionen von Galaxien enden nicht immer mit einer Explosion. Ein kleines Raumsystem kann frei an seinem größeren Gegenstück vorbeigehen und verändert seine Struktur nur geringfügig.

Somit ist die Bildung von Formationen ähnlich Aussehen auf langen Fluren. Sie enthalten Sterne und Gaszonen, und oft entstehen neue Sterne. Es gibt Zeiten, in denen Galaxien nicht kollidieren, sondern sich nur leicht berühren. Doch selbst eine solche Wechselwirkung löst eine Kette irreversibler Prozesse aus, die zu enormen Veränderungen in der Struktur beider Galaxien führen.

Welche Zukunft erwartet unsere Galaxie?

Wie Wissenschaftler vermuten, ist es möglich, dass die Milchstraße in ferner Zukunft ein winziges Satellitensystem kosmischer Größe aufnehmen kann, das sich in einer Entfernung von 50 Lichtjahren von uns befindet. Untersuchungen zeigen, dass dieser Satellit ein langes Leben hat, aber wenn er mit seinem riesigen Nachbarn kollidiert, wird er höchstwahrscheinlich seine separate Existenz beenden. Astronomen sagen außerdem eine Kollision zwischen der Milchstraße und dem Andromedanebel voraus. Galaxien bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander zu. Die Wartezeit bis zu einer wahrscheinlichen Kollision beträgt etwa drei Milliarden Erdenjahre. Ob es jetzt tatsächlich dazu kommen wird, lässt sich jedoch aufgrund fehlender Daten zur Bewegung beider Raumsysteme nur schwer spekulieren.

Beschreibung der Galaxien aufKvant. Raum

Die Portalseite entführt Sie in die Welt des interessanten und faszinierenden Weltraums. Sie lernen die Natur der Struktur des Universums kennen und werden mit der Struktur berühmter großer Galaxien und ihrer Komponenten vertraut. Durch das Lesen von Artikeln über unsere Galaxie werden wir uns einiger Phänomene bewusster, die am Nachthimmel beobachtet werden können.

Alle Galaxien sind weit von der Erde entfernt. Mit bloßem Auge sind nur drei Galaxien zu erkennen: die Große und die Kleine Magellansche Wolke sowie der Andromedanebel. Es ist unmöglich, alle Galaxien zu zählen. Wissenschaftler schätzen ihre Zahl auf etwa 100 Milliarden. Räumliche Anordnung Galaxien ungleichmäßig verteilt - eine Region kann eine große Anzahl davon enthalten, während die zweite nicht einmal eine einzige kleine Galaxie enthält. Bis Anfang der 90er Jahre waren Astronomen nicht in der Lage, Bilder von Galaxien von einzelnen Sternen zu trennen. Zu diesem Zeitpunkt gab es etwa 30 Galaxien mit einzelnen Sternen. Alle wurden der lokalen Gruppe zugeordnet. Im Jahr 1990 ereignete sich ein majestätisches Ereignis in der Entwicklung der Astronomie als Wissenschaft – das Hubble-Teleskop wurde in die Erdumlaufbahn gebracht. Diese Technik sowie neue bodengestützte 10-Meter-Teleskope ermöglichten eine deutliche Sicht größere Zahl erlaubte Galaxien.

Heute rätseln die „astronomischen Köpfe“ der Welt über die Rolle der Dunklen Materie beim Aufbau von Galaxien, die sich nur in der Gravitationswechselwirkung manifestiert. Beispielsweise macht es in einigen großen Galaxien etwa 90 % der Gesamtmasse aus, während es in Zwerggalaxien möglicherweise überhaupt nicht enthalten ist.

Entwicklung von Galaxien

Wissenschaftler glauben, dass die Entstehung von Galaxien ein natürliches Stadium in der Entwicklung des Universums ist, das unter dem Einfluss von Gravitationskräften stattfand. Vor etwa 14 Milliarden Jahren begann die Bildung von Protoclustern in der Primärsubstanz. Darüber hinaus kam es unter dem Einfluss verschiedener dynamischer Prozesse zur Trennung galaktischer Gruppen. Die Fülle an Galaxienformen erklärt sich aus der Vielfalt der Anfangsbedingungen bei ihrer Entstehung.

Die Kontraktion der Galaxie dauert etwa 3 Milliarden Jahre. Im Laufe einer bestimmten Zeitspanne verwandelt sich die Gaswolke in ein Sternensystem. Die Sternentstehung erfolgt unter dem Einfluss der Gravitationskompression Gaswolken. Nach Erreichen einer bestimmten Temperatur und Dichte im Zentrum der Wolke reicht es aus, zu beginnen thermonukleare Reaktionen, gebildet neuer Stern. Aus thermonuklearen Sternen entstehen massereiche Sterne chemische Elemente, größer als Helium in der Masse. Diese Elemente schaffen die primäre Helium-Wasserstoff-Umgebung. Bei gewaltigen Supernova-Explosionen entstehen Elemente, die schwerer als Eisen sind. Daraus folgt, dass die Galaxie aus zwei Generationen von Sternen besteht. Die erste Generation sind die ältesten Sterne und bestehen aus Helium, Wasserstoff und sehr geringen Mengen schwere Elemente. Sterne der zweiten Generation weisen eine deutlichere Beimischung schwerer Elemente auf, da sie aus Urgas entstehen, das mit schweren Elementen angereichert ist.

In der modernen Astronomie nehmen Galaxien als kosmische Strukturen einen besonderen Stellenwert ein. Die Arten von Galaxien, die Merkmale ihrer Wechselwirkung, Gemeinsamkeiten und Unterschiede werden im Detail untersucht und eine Prognose für ihre Zukunft erstellt. Dieser Bereich birgt noch viele Unbekannte, die einer weiteren Untersuchung bedürfen. Moderne Wissenschaft löste viele Fragen bezüglich der Art des Aufbaus von Galaxien, aber es gab auch viele weiße Flecken im Zusammenhang mit der Entstehung dieser kosmischen Systeme. Das derzeitige Tempo der Modernisierung der Forschungsausrüstung und der Entwicklung neuer Methoden zur Untersuchung kosmischer Körper lässt auf einen bedeutenden Durchbruch in der Zukunft hoffen. Auf die eine oder andere Weise werden Galaxien immer im Zentrum sein wissenschaftliche Forschung. Und das beruht nicht nur auf der menschlichen Neugier. Nachdem wir Daten über die Entwicklungsmuster kosmischer Systeme erhalten haben, können wir die Zukunft unserer Galaxie namens Milchstraße vorhersagen.

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> > Spiralgalaxien

Das Hubble-Foto zeigt M71, eine Erinnerung daran, wie erstaunlich und fotogen Spiralgalaxien sein können. Fast 70 % der Nachbarn Milchstraße gehören zu diesem Typ (2. April 2013).

Erfahren Sie, wie es aussieht Spiralgalaxie: Beschreibung und Eigenschaften mit Fotos, Klassifizierung, Rolle von Edwin Hubble, Art der Milchstraße, Geburt und Entwicklung.

Es ist leicht zu erraten, dass Spiralgalaxien aufgrund ihrer beobachteten Form benannt werden. Dabei handelt es sich um wirbelnde Ansammlungen von Gas und Sternen (heiß und jung), die manchmal ein auffälliges Aussehen haben.

Eigenschaften und Klassifizierung von Spiralgalaxien

Sie müssen verstehen, wie die Struktur von Spiralgalaxien aussieht. Die meisten Spiralgalaxien, wie die Milchstraße, haben eine zentrale Ausbuchtung (Kern), um die sich eine flache Sternscheibe dreht. Das galaktische Zentrum ist mit älteren und schwächeren Sternen gefüllt und beherbergt auch einen supermassiven Stern (obwohl es aufgrund von Staub und Gas nicht immer möglich ist, ihn zu finden). Das schwache Licht alter Sterne macht es schwierig, die Ausbuchtung zu bestimmen, und es gibt Spiralen, die dieses Merkmal überhaupt nicht aufweisen.

Es ist die Scheibe, die es leicht macht, diesen Galaxientyp von anderen zu unterscheiden (ein wichtiges Element einer Spiralgalaxie). Es enthält Spiralarme, die junge Sterne, Staub und Gas enthalten. Es sind die leuchtenden Sterne, die die Ärmel so ausdrucksstark und auffällig machen.

Das genaue Muster der Entstehung der Spiralarme ist immer noch ein Rätsel. Wenn sie dauerhafte galaktische Eigenschaften wären, müssten sie innerhalb einer Milliarde Jahren verschwinden. Forscher glauben, dass sie das Ergebnis von Dichtewellen sein könnten, die sich über die äußere Scheibe ausbreiten. Die Wellen selbst könnten während der Kollision entstanden sein. Bei der Verschmelzung beeinflusst die Masse des einen die Strukturänderung des zweiten.

Etwa zwei Drittel der Spiralgalaxien enthalten einen Balken in der Mitte. hat auch eine ähnliche Struktur, ist aber schwer zu erkennen. Daher konnte seine Anwesenheit bis 2005 nicht bestätigt werden. Die Klassifizierung von Galaxien erschien 1926 dank Edwin Hubble. Sie wird „Hubbles Stimmgabel“ genannt und das Organisationsprinzip basiert auf der galaktischen Form. Spiralen werden danach klassifiziert, wie stark ihre Arme verdreht sind und ob ein Stab vorhanden ist oder nicht.

77 % der gesamten beobachteten Galaxien sind Spiralgalaxien. Aber denken Sie nicht, dass sie dominieren. Dennoch gebührt diese Ehre den elliptischen, die letztendlich die nächste Form der Transformation für die spiralförmigen sind. Elliptische Galaxien bestehen aus älteren und schwächeren Sternen, was es schwieriger macht, sie zu finden.

Geschichte und Entstehung von Spiralgalaxien

Spiralgalaxien sind mit Staub und Gas gefüllt und schaffen hervorragende Bedingungen für die Sternentstehung. Es wird angenommen, dass sie jünger sind als die elliptischen. Kann vollständig erkannt werden verschiedene Formen. Etwa 60 % von ihnen haben mehrere Ärmel, 10 % haben zwei und 30 % können nicht gezählt werden, weil sie im Laufe der Zeit ihr Aussehen verändert haben.

Diese Galaxien sind Milliarden- bis Billionenfach groß massereicher als die Sonne. Die sichtbare Scheibe erstreckt sich über eine Breite von 10.000 bis 300.000 Lichtjahren. Die größte Spiralgalaxie ist NGC 6872, die sich über 522.000 Lichtjahre erstreckt.

IN frühes Universum Galaxien kollidierten oft und kamen in Kontakt, sodass die Form der alten Riesen schnell verzerrt wurde. Die älteste beobachtete Spiralgalaxie ist BX442 (10,7 Milliarden Jahre alt). Aufgrund des Zusammenhangs zwischen Entfernung und Zeit können Forscher es erst drei Milliarden Jahre nach dem Urknall untersuchen.

Wenn eine Spiralgalaxie das gesamte Gas und den Staub verbraucht, bilden sich keine Sterne mehr, die Spiralform bricht auf und sie verwandeln sich in elliptische. Sehen Sie sich das Video über Galaxien an, um mehr über die Geburt von Sternen und die Entstehung von Spiralen und Armen zu erfahren.

Entwicklung von Scheibengalaxien

Astrophysikerin Olga Silchenko über die Geburt von Sternen, die Modellierung von Galaxien und die Akkretion von externem Kaltgas:

Spiralmuster von Galaxien

Der Astronom Alexey Rastorguev über die Gründe für das Spiralmuster, die Theorie der Dichtewellen und die Schwierigkeiten bei der Erforschung unserer Galaxie:

DR. Danny Faulkner

Seit ihrer Entdeckung haben Galaxien den menschlichen Geist immer wieder in Erstaunen versetzt. Viele von ihnen haben die Form wunderschöner Spiralen. Aber wenn sie sich über Milliarden von Jahren drehen würden, würden sie dann nicht ihre ausgeprägte Spiralarmform verlieren?

Riesige Sterneninseln, sogenannte „Galaxien“, schweben im stockfinsteren Weltraum. Die geschätzte Zahl der sichtbaren Galaxien beträgt etwa 170 Milliarden, jede enthält Milliarden oder sogar Billionen einzelner Sterne. Während wir über dieses schimmernde Wunder nachdenken, fragen wir uns: „Woher kommen diese leuchtenden Juwelen?“

Im ersten Kapitel des Buches Genesis erhalten wir eine unmissverständliche Antwort: Am vierten Tag erschuf der Schöpfer die Sterne (Genesis 1,16). Astronomen, die die uns von Gott gegebene Geschichte leugnen, können keine alternative Erklärung für den Ursprung der Sterne finden.

Eine ihrer größten Herausforderungen sind die wunderschönen Spiralarme, die viele Galaxien schmücken. Einfach gesagt, Diese Spiralen müssten ihre Form verlieren, wenn es sie gäbe antikes Universum . Tatsächlich beweist das Vorhandensein von Spiralarmen, dass das Universum sehr jung ist.

Struktur von Galaxien

Jede vernünftige Interpretation des Ursprungs von Galaxien erfordert eine lange Erklärung. Die Galaxien sind weit voneinander entfernt und es scheint keine Materie zwischen ihnen zu geben. Beispielsweise ist unsere Galaxie, Milchstraße genannt, von der nächsten Galaxie von nennenswerter Größe – Andromeda (M 31) – durch eine Entfernung von zwei Millionen Lichtjahren getrennt.

Jede Galaxie enthält eine große Anzahl von Sternen. Die Milchstraße und M 31, bei denen es sich um gewöhnliche Galaxien handelt, bestehen jeweils aus etwa 200 Milliarden Sternen und erstrecken sich von Rand zu Rand über 100.000 Lichtjahre. Sehr interessant ist die Tatsache, dass andere kleinere Galaxien größere Galaxien wie unsere und die M 31-Galaxie umkreisen.

Galaxien werden in zwei Haupttypen unterteilt: spiralförmige und elliptische Galaxien. Elliptische Galaxien haben, wie der Name schon sagt, eine elliptische Form. Spiralgalaxien wiederum haben eine dichte Konzentration von Sternen in einem Zentrum, das als Kern bezeichnet wird, und anmutige Spiralarme, die sich vom Kern bis zum äußeren Rand erstrecken. Dies verleiht der Galaxie ein wirbelndes Aussehen. Woher kommt diese Anordnung und Vielfalt?

Spiralen sorgen unter Astronomen für die größte Kontroverse. Seit den 30er Jahren des vorigen Jahrhunderts begannen Wissenschaftler über die Struktur und den Ursprung der Spiralarme zu streiten, und diese Streitigkeiten dauern bis heute an.

Ein junges Universum entdecken

Bevor wir auf die technischen Schwierigkeiten eingehen, müssen wir uns mit einem weit verbreiteten Missverständnis auseinandersetzen. Viele Menschen glauben, dass sich im Inneren des Spiralarms viele Sterne befinden, zwischen den Armen jedoch praktisch keine Sterne. Tatsächlich ist die Gruppierung der Sterne zwischen den Armen und im Inneren des Arms nahezu gleich.

Wenn dem so ist, warum erscheinen dann die Arme der Spirale so hell? Der Grund dafür ist, dass der Spiralarm sehr heiße und leuchtend blaue Sterne enthält. Das Licht dieser Sterne dominiert das sichtbare Spektrum, weshalb die Arme der Spirale auf Fotos so deutlich hervorstechen. Dies gilt insbesondere für alte Schwarzweißfotos, die sehr empfindlich reagierten blaue Farbe. Auf neueren Farbfotos im Infrarotbereich des Spektrums fallen die Spiralarme nicht so stark auf, da die zahlreicheren roten Sterne dominieren.

Neben leuchtend blauen Sternen gibt es in den Armen der Spirale auch jede Menge Staub und Gas. Manchmal konzentrieren sich Staub und Gas zu „Wolken“, die „Nebel“ genannt werden. Astronomen nennen Nebel und blaue Sterne „Spiralsatelliten“, weil sie die Positionen der Spiralarme markieren.

Doch in den 1930er Jahren standen Astronomen vor einem Problem. Die äußeren Sterne brauchten für ihre Umrundung länger als die Sterne innerhalb der Spirale. Mit zunehmender Entfernung vom galaktischen Zentrum sollten die Arme der Spirale instabil werden. Also, Nach mehreren Umdrehungen sollten sich die Spiralarme aufgelöst haben.

Astronomen streiten seit vielen Jahren über die Bewegungsrichtung der Spiralarme und versuchen herauszufinden, ob sie sich drehen oder abwickeln. Aber egal, welche Ansicht sie vertraten: Wenn die Galaxien, wie allgemein angenommen, mindestens zehn Milliarden Jahre alt wären, müssten die Spiralarme nicht mehr existieren.

Schlechte Vermutungen

Ende der 1960er Jahre glaubten Astronomen, die Antwort auf ihre Frage gefunden zu haben. Sie entwickelten eine Theorie der Spiralwellendichte. Nach diesem Konzept verhalten sich die Arme der Spirale im interstellaren Raum ähnlich Schallwellen. Wenn einige äußere Kräfte Wenn der interstellare Raum komprimiert wird, entstehen in den Armen der Spirale Gas- und Staubwolken. Darüber hinaus entstanden vermutlich durch die Gaskompression Sterne.

Nach dieser Weltanschauung wären einige neue Sterne zu massereichen blauen Sternen mit sehr kurzen Lebenszyklen (bestenfalls einige Millionen Jahre) geworden. Solche Sterne waren für die Bestätigung dieser Theorie sehr wichtig. Da sie jedoch nur kurze Zeit existieren sollen, bleibt der „Welle“ nicht genug Zeit, um sich fortzubewegen und blaue Sterne zurückzulassen. Daher schlugen sie in ihrer Theorie vor, dass hier die Schwerkraft der Galaxie ins Spiel kam und den Prozess der Materialansammlung und Sternenbildung abschloss.

Die Details der Spiraldichtewellentheorie sind schwer zu beweisen, aber diese Weltanschauung hat immer noch eingefleischte Anhänger. In den 1990er Jahren hatten Wissenschaftler kleine Satellitengalaxien untersucht und kamen zu dem Schluss, dass sie der Mechanismus sein könnten, der die Form der Spirale aufrechterhält. Allerdings ist auch diese Theorie im Detail nur schwer zu beweisen.

Dunkle Materie?

Hinter letztes Jahrzehnt Astronomen haben Beweise für die Existenz dunkler Materie erhalten, was das Gesamtbild nur verkompliziert. Dunkle Materie ist interessant, weil sie kein Licht aussendet, ihre Gesamtmasse jedoch viel größer ist als die Gesamtmasse der beleuchteten Materie und ihre Schwerkraft den größten Einfluss auf die Strukturen der Körper innerhalb der Galaxie sowie auf den gesamten Kosmos hat.

Es gibt Hinweise darauf, dass dunkle Materie vorhanden ist äußere Schichten Galaxien. Die meisten Astronomen glauben heute, dass es dunkle Materie ist, die den Spiralen von Galaxien hilft, Leben zu ermöglichen. Doch selbst der beste Beweis für die Existenz dunkler Materie ist mehr hohe Geschwindigkeit Die Rotation der äußeren Schichten von Galaxien ist stärker als erwartet - kann das Problem der Existenz von Spiralen nur verschlimmern, aber nicht lösen.

Kreationisten argumentieren seit langem, dass es im antiken Universum keine Spiralarme hätte geben dürfen, weshalb das Vorhandensein von Spiralarmen auf ein sehr junges Alter des Universums hinweist. Da die meisten Evolutionsastronomen ihre Forschung jedoch mit der Annahme beginnen, dass das Universum Milliarden Jahre alt ist, sind sie davon überzeugt, dass es einige Mechanismen gibt, die die Spiralform von Galaxien weiterhin aufrechterhalten. Wenn sie tatsächlich überzeugende Antworten auf all diese Fragen hätten, würden sie aufhören, neue Annahmen zu treffen. Ihre Fehler legen nahe, dass kreationistische Argumente nicht außer Acht gelassen werden sollten.

In den letzten Jahren wurde eine weitere Methode entwickelt. Astronomen haben entfernte Galaxien fotografiert, die bis zu 12 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt sind. Indem sie vermuten, dass es vor etwa 13,7 Milliarden Jahren einen „Urknall“ gab, glauben sie, dass diese Galaxien die jüngsten im Universum sind. Sie sind praktisch nicht von benachbarten (und vermutlich älteren) Galaxien zu unterscheiden und sehen praktisch identisch aus. Mit anderen Worten: Wir beobachten hier keine evolutionären Prozesse.

Basierend auf der Theorie der jüngsten Entstehung können wir davon ausgehen, dass entfernte Galaxien fast genauso aussehen sollten wie nahegelegene, aber das Evolutionsmodell kann dies nicht zulassen. Sagen wir es noch einmal: Gottes Wort wirft ein unerschütterliches Licht auf den Ursprung und die Struktur seines großen Universums.

Danny Faulkner ist Professor für Physik und Astronomie an der Lancaster University, South Carolina. Er hat zahlreiche Artikel für astronomische Fachzeitschriften geschrieben und ist außerdem Autor des Buches „ Ein durch intelligentes Design geschaffenes Universum».

In abgelegenen Gebieten Weltraum wurde kürzlich entdeckt die neue Art Galaxien, die üblicherweise „Superspiralen“ genannt wurden. Sie sind wirklich gigantisch groß, übertreffen unsere Milchstraße in jeder Hinsicht und können in Größe und Helligkeit mit den meisten mithalten große Galaxien die gerade im Universum entdeckt wurden.

Wie sich herausstellte, waren Superspiralgalaxien schon lange im Blickfeld der Astronomen – sie ahmten einfach erfolgreich typische Spiralgalaxien nach. Eine neue Studie wurde anhand archivierter Daten der NASA durchgeführt und zeigte, dass diese Galaxien, die uns auf den ersten Blick nahe zu sein scheinen, tatsächlich sehr weit entfernt sind, aber aufgrund ihrer gigantischen Größe nah erscheinen. Sofort standen die Forscher vor einer neuen Frage: Wie ist es überhaupt möglich, dass solche Spiralgalaxien existieren?

„Wir haben eine bisher unbekannte Klasse von Spiralgalaxien entdeckt, die so groß und hell sind wie die größten uns bekannten Galaxien. Um es einfach auszudrücken: Es ist dasselbe, als ob wir auf der Erde ein neues unbekanntes Lebewesen von der Größe eines Elefanten entdecken würden, das den Zoologen aber noch unbekannt ist“, – Patrick Ogle vom California Institute of Technology, Hauptautor des in The Astrophysical veröffentlichten Artikels Tagebuch.

Eine von drei Galaxien mit zwei Kernen, ihr Name ist 2MASX J08542169+0449308. Quelle: SDSS

Ogle und seine Kollegen stießen ganz zufällig auf diese Superspiralen, als sie in den Tiefen des NED-Archivs (NASA/IPAC Extragalactic Database) nach extrem hellen, massereichen Galaxien suchten. Dieses Archiv ist ein Online-Repository mit Informationen zu über hundert Millionen Galaxien. NED kombiniert Daten aus vielen verschiedenen Projekten, darunter Ultraviolettbeobachtungen vom GALEX-Orbiter, dem bodengestützten Sloan Digital Sky Survey, der 2MASS-Durchmusterung und einzelnen Spitzer- und WISE-Missionen.

"Das erstaunliche Entdeckung Klasse der riesigen Spiralgalaxien wurde nur durch routinemäßige Analyse der NED-Galaxiendatenbank erreicht. Wir können also sagen, dass auch die routinemäßige, systematische und konsequente Arbeit mit den für alle Projekte verallgemeinerten Archiven Früchte trägt. Wir sind sicher, dass die Tiefen des Archivs Informationen über viele weitere solcher Nuggets enthalten. Wir müssen nur lernen, die richtigen Fragen zu stellen“, so George Helou, Co-Autor der Recherche und Leiter des Archivs.

Anfangs gingen Ogle, Helow und ihre Kollegen zu Recht davon aus, dass riesige, reife Galaxien aufgrund ihrer Größe als elliptische Galaxien klassifiziert wurden ungewöhnliche Form, werden die dominierenden Elemente in den untersuchten Archivinformationen sein. Doch wie sich herausstellte, erwartete die Wissenschaftler eine große Überraschung. Aus der allgemeinen Datenbank wurden etwa 800.000 Galaxien ausgewählt, die sich in einer Entfernung von nicht mehr als 3,5 Milliarden Lichtjahren von uns befanden. Überraschend war, dass 53 der meisten helle Galaxien Es hatte die Form einer Spirale, nicht einer Ellipse. Forscher überprüften die Entfernungen zu diesen Galaxien erneut und stellten fest, dass sie weitere 1,2 Milliarden Lichtjahre weiter entfernt waren als ursprünglich erwartet. Sobald die Entfernungen korrekt geschätzt wurden, wurden die atemberaubende Größe und Eigenschaften dieser neu entdeckten Klasse von Spiralgalaxien enthüllt.

Eine weitere Galaxie, die als Superspiralgalaxie klassifiziert werden kann. Sein Name ist 2MASX J16014061+2718161, es hat auch zwei Kerne. Quelle: SDSS

Wie nun festgestellt wurde, können Superspiralgalaxien eine Helligkeit haben, die acht- bis 14-mal größer ist als die Helligkeit der Milchstraße; sie sind zehnmal massereicher als unsere Galaxie. Ihre hellen, mit Sternen gefüllten Scheiben haben einen Durchmesser von 2 bis 4 Mal so groß wie unser Durchmesser, und die bisher größte bekannte Spiralgalaxie hat einen Durchmesser von 440.000 Lichtjahren. Superspiralgalaxien emittieren starke ultraviolette und mittlere Infrarotstrahlung. Das bedeutet, dass die Bildung neuer Sterne in ihren Tiefen aktiv stattfindet; ihre Geburtsrate ist etwa 30-mal höher, wiederum im Vergleich zu unserer Galaxie.

Nach der aktuellen astrophysikalischen Theorie gibt es keine Möglichkeit, dass Spiralgalaxien irgendeine dieser erstaunlichen Eigenschaften erreichen, geschweige denn alle diese Eigenschaften auf einmal besitzen könnten. Tatsache ist, dass Spiralgalaxien wachsen, indem sie kaltes Gas aus intergalaktischer Materie einfangen. Irgendwann erreicht die Masse einer gewöhnlichen Spiralgalaxie so große Werte, dass sich das eingeschlossene Gas in ihr sehr schnell zu bewegen beginnt. Dadurch entsteht Reibung in der Substanz und es kommt zu einer Erwärmung, und der Temperaturanstieg beginnt, die nachfolgenden Prozesse der Geburt neuer Sterne zu hemmen. Aber wie wir jetzt alle wissen, stellt sich heraus, dass Spiralgalaxien diesem Gesetz nicht gehorchen.