Čo je to galaxia?

Ak sa pozriete ďalekohľadom na nočnú oblohu a uvidíte ďalej, ako je viditeľné voľným okom, uvidíte veľa hviezd, ktoré sú v skutočnosti podvodníkmi. Mnohé z týchto svetelných bodov sú v skutočnosti galaxie - zbierky miliónov až biliónov hviezd. Galaxie sa skladajú z hviezd, prachu a temnej hmoty, ktoré sú všetky spojené gravitáciou.





Astronómovia si nie sú istí, ako presne vznikli galaxie. Po Veľkom tresku bol priestor takmer výlučne tvorený vodíkom a héliom. Niektorí astronómovia si myslia, že gravitácia ťahá dohromady prach a plyn a vytvárajú jednotlivé hviezdy, a tieto hviezdy sa zblížili do zbierok, z ktorých sa nakoniec stali galaxie. Iní si myslia, že hmotnosť galaxií, ktoré sa stanú, sa spojila skôr, ako v nich boli vytvorené hviezdy. Astronómovia tiež zdokonaľujú svoje metódy merania hmotnosti jednotlivých galaxií, napríklad táto štúdia z roku 2018, ktorá použila trojrozmerné pohyby niekoľkých galaxií na lepšie zúženie hmotnosti Mliečnej dráhy.

Slnko je jednou z miliárd hviezd v galaxii Mliečna dráha.

Slnko je jednou z miliárd hviezd v galaxii Mliečna dráha.(Obrazový kredit: Caltech)



Objavovanie ostrovných vesmírov

Na začiatku 20. storočia si mnoho astronómov myslelo, že celý vesmír leží v našej galaxii, Mliečnej ceste. Iní, napríklad Harlow Shapley, vedec a vedúci observatória Harvard College, tvrdili, že špirálovité guľôčky považované za prach a plyn sú oddelené a nazývajú ich „ostrovné vesmíry“.

Až v roku 1924 Hubble Edwin identifikoval niekoľko špeciálnych pulzujúcich hviezd tzv Cepheidské premenné a uvedomili si, že ležia mimo známeho rozpätia Mliečnej dráhy. Tieto nebeské objekty boli úplne unikátnymi zbierkami hviezd vo vzdialenostiach ďaleko za hranicami našej domovskej galaxie.

Potom, čo Hubble zmeral vzdialenosť k jednotlivým galaxiám, pokračoval v meraní ich Dopplerov posun - koľko svetla z galaxií bolo natiahnutých kvôli ich pohybu. Zistil, že galaxie v celom okolí Mliečnej dráhy sa od nás vzďaľujú úžasnými rýchlosťami. Čím sú galaxie ďalej, tým rýchlejšie utekajú. Vďaka tomu dokázal určiť, že samotný vesmír je rozširovanie O niekoľko rokov neskôr astronómovia zistili, že expanzia sa zrýchľuje.



Vlastnosti galaxie

Väčšina galaxií má vo svojich centrách čierne diery, ktoré môžu produkovať obrovské množstvo energie, ktorú astronómovia môžu vidieť na veľké vzdialenosti. V niektorých prípadoch je centrálna čierna diera galaxie extrémne veľký alebo aktívne, dokonca aj v relatívne malých galaxiách. Materiál obiehajúci čiernu dieru môže byť tryskami urýchlený smerom von. Ostatné galaxie môžu obsahovať kvazary - najenergickejšie telá vo vesmíre - v ich jadre.

Galaxie sú klasifikované podľa ich tvaru. Každý typ má iné vlastnosti a inú históriu vývoja.

Niektoré, ako napríklad Mliečna dráha, majú okolo svojho stredu ruky špirálovité. Známy ako špirálové galaxie Tieto skupiny tvoria väčšinu galaxií, ktoré môžu astronómovia vidieť. Plyn a prach v špirálovej galaxii obiehajú stred rýchlosťou stoviek míľ za sekundu a vytvárajú tvar ich veterníka. Niektoré, známe ako „špirálové špirály“, majú v strede tyčovú štruktúru tvorenú prachom a plynom prúdiacim do stredu. Prach a plyn v špirálových galaxiách sústavne podporujú vznik nových hviezd.



Eliptickým galaxiám chýbajú špirálové ramená ich honosnejších bratrancov. Ich vzhľad sa pohybuje od kruhového po veľmi roztiahnutý. Eliptické galaxie majú menej prachu ako ich špirálové náprotivky, a preto sa proces tvorby hviezd skončil. Väčšina ich hviezd je starších. Aj keď tvoria menšiu časť viditeľných galaxií, astronómovia si myslia, že viac ako polovica galaxií vo vesmíre je eliptická.

Zostávajúce 3 percentá galaxií vo vesmíre sú známe ako nepravidelné galaxie. Nie sú ani okrúhle, ani sa môžu pochváliť špirálovitými ramenami, a ich tvarom chýba konkrétna definícia. Gravitácia iných galaxií ich často ovplyvnila, natiahla ich alebo zdeformovala. Zrážky alebo blízke hovory s inými galaxiami môžu tiež zdeformovať ich tvary.

Tento záber z Hubblovho vesmírneho teleskopu ukazuje celú krásu blízkej špirálovej galaxie M83 v mozaike mnohých fotografií spojených dohromady. Magentas a blues označujú oblasti tvoriace hviezdy. Tiež známy ako južný veterník, M83 sa nachádza 15 miliónov svetelných rokov ďaleko v súhvezdí Hydry. Obrázok zverejnený v januári 2014.

Tento záber z Hubblovho vesmírneho teleskopu ukazuje celú krásu blízkej špirálovej galaxie M83 v mozaike mnohých fotografií spojených dohromady. Magentas a blues označujú oblasti tvoriace hviezdy. M83, známy tiež ako južný veterník, sa nachádza 15 miliónov svetelných rokov ďaleko v súhvezdí Hydry. Obrázok zverejnený v januári 2014.(Obrazový kredit: NASA, ESA a tím Hubble Heritage (STScI/AURA))

Keď sa galaxie zrazia

Galaxie neplávajú priestorom izolovane, ale sú zoskupené v skupinách známych ako zhluky. Niektoré zhluky sú veľké a obsahujú viac ako tisíc galaxií, zatiaľ čo iné sú oveľa menšie. Mliečna cesta leží v kupe známej ako miestna skupina, ktorá obsahuje iba 50 galaxií.

Galaxie sa občas navzájom zrazia a spoja svoje hviezdy a prach. Toto je dôležitý krok vo vývoji a raste mnohých galaxií. Koncom roku 2018 astronómovia zverejnili štúdiu, ktorá ukazuje dve supermasívne čierne diery, ako do seba narážajú v záverečných fázach galaktického rozbíjania, čo predstavuje vôbec prvý prípad, kedy bola takáto neskorá fáza zrážky galaxií v prevádzke.

Jednotlivé hviezdy sa pri galaktickej zrážke spravidla nezrážajú, ale príliv prachu a plynu zvyšuje rýchlosť tvorby hviezd. Mliečna dráha sa má zraziť s galaxiou Andromeda za zhruba 5 miliárd rokov a ku kolíziám došlo aj v jej dávnej minulosti; jeho výrazná vydutina sa mohla vyvinúť po konzumácii galaxie v tvare klobásy. Aby toho nebolo málo, galaxia Andromeda pravdepodobne zjedla aj jedného z prvých súrodencov Mliečnej dráhy.

Výskum rozvíjajúcich sa galaxií

V posledných rokoch astronómovia sledujú galaxie a to, ako ich vývoj formuje temná hmota, látka, ktorú nemožno vnímať tradičnou technológiou teleskopov. Predpokladá sa, že temná hmota a temná energia spoločne tvoria väčšinu hmoty a energie vesmíru, ale ich existenciu je ťažké dokázať, pretože ich vidíme iba prostredníctvom ich účinkov na konvenčnejšie objekty, ako sú galaxie.

V roku 2017 astronómovia našli dve obrovské galaxie zo starovekého vesmíru, ktoré boli vytvorené v mori temnej hmoty. Mimoriadne veľká veľkosť galaxií núti vedcov premýšľať, či sa postupom času postupne zväčšovali, alebo za to mohol iný proces. Len niekoľko mesiacov po tomto objave astronómovia tiež našli skupinu galaxií, ktoré navzájom synchronizovane obiehali podľa vzoru, ktorý možno vysvetliť temnou hmotou.

V roku 2018 však skupina výskumníkov spochybnila teóriu temnej hmoty, keď zistili, že galaxia s názvom NGC 1052-DF2 má asi 400-krát menej temnej hmoty, ako by modely predpovedali pre objekt svojej veľkosti, čo by mohlo tiež zmeniť modely galaktickej evolúcie. Výsledky štúdie sú však kontroverzné a stále sa diskutuje.

Periodické galaktické prieskumy s čoraz pokročilejšou technológiou umožnili vedcom identifikovať galaxie, ktoré boli predtým príliš slabé na to, aby videli a dozvedeli sa viac o galaktickom vývoji, veľkosti a tvare. Napríklad v roku 2017 odhalil prístroj Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na Very Large Telescope Európskeho južného observatória skupinu 72 galaxií, ktoré sa skrývali pred očami.

V roku 2018 sa snímke z Hubbleovho vesmírneho teleskopu podarilo vtesnať asi 15 000 galaxií, čo predstavuje bohaté lovisko pre budúce galaktické štúdie. A v tom istom roku boli za superenergetickou čiernou dierou nájdené stovky galaxií, ktoré predtým zakrývali ich prítomnosť.

Dodatočné zdroje:

Tento článok bol aktualizovaný 4. januára 2019 prispievateľkou guesswhozoo.com Elizabeth Howellovou.