Σε μια καθαρή νύχτα, μπορείτε να κάνετε το συγκρότημα του Γαλαξία στον νυχτερινό ουρανό. Για χιλιετίες, οι αστρονόμοι το κοίταξαν με δέος, αργά συνειδητοποιώντας ότι ο Ήλιος μας ήταν απλώς ένα από τα δισεκατομμύρια αστέρια στον γαλαξία. Με την πάροδο του χρόνου, καθώς βελτιώθηκαν τα μέσα και οι μέθοδοι μας, συνειδητοποιήσαμε ότι ο ίδιος ο Γαλαξίας ήταν απλώς ένας από τους δισεκατομμύρια γαλαξίες που αποτελούν το Σύμπαν.
Χάρη στην ανακάλυψη της Σχετικότητας και της ταχύτητας του φωτός, καταλάβαμε επίσης ότι όταν κοιτάζουμε μέσα στο διάστημα, κοιτάμε επίσης πίσω στο χρόνο. Βλέποντας ένα αντικείμενο 1 δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά, βλέπουμε επίσης πώς φαινόταν αυτό το αντικείμενο πριν από 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Αυτό το φαινόμενο "χρονομηχανή" επέτρεψε στους αστρονόμους να μελετήσουν πώς δημιουργήθηκαν οι γαλαξίες (δηλαδή γαλαξιακή εξέλιξη).
Η διαδικασία στην οποία οι γαλαξίες σχηματίζονται και εξελίσσονται χαρακτηρίζεται από σταθερή ανάπτυξη με την πάροδο του χρόνου, η οποία ξεκίνησε λίγο μετά το Big Bang. Αυτή η διαδικασία, και η τελική μοίρα των γαλαξιών, παραμένουν το αντικείμενο έντονης γοητείας και εξακολουθεί να είναι γεμάτη με το μερίδιο των μυστηρίων της.
Σχηματισμός γαλαξιών:
Η τρέχουσα επιστημονική συναίνεση είναι ότι όλη η ύλη στο Σύμπαν δημιουργήθηκε περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν κατά τη διάρκεια μιας εκδήλωσης γνωστής ως Big Bang. Αυτή τη στιγμή, όλη η ύλη συμπιέστηκε σε μια πολύ μικρή μπάλα με άπειρη πυκνότητα και έντονη θερμότητα που ονομάζεται Singularity. Ξαφνικά, η Singularity άρχισε να επεκτείνεται, και το Σύμπαν, όπως γνωρίζουμε, ξεκίνησε.
Μετά την ταχεία επέκταση και ψύξη, όλη η ύλη ήταν σχεδόν ομοιόμορφη στη διανομή. Κατά τη διάρκεια των αρκετών δισεκατομμυρίων ετών που ακολούθησαν, οι ελαφρώς πυκνότερες περιοχές του Σύμπαντος άρχισαν να έλκονται βαρυτικά μεταξύ τους. Γι 'αυτό μεγάλωσαν ακόμη πιο πυκνά, σχηματίζοντας σύννεφα αερίων και μεγάλες συστάδες ύλης.
Αυτές οι συστάδες έγιναν αρχέγονοι γαλαξίες, καθώς τα σύννεφα αερίου υδρογόνου στους πρωτο-γαλαξίες υπέστησαν βαρυτική κατάρρευση για να γίνουν τα πρώτα αστέρια. Μερικά από αυτά τα πρώιμα αντικείμενα ήταν μικρά και έγιναν μικροί γαλαξίες νάνων, ενώ άλλοι ήταν πολύ μεγαλύτεροι και έγιναν τα γνωστά σπειροειδή σχήματα, όπως ο δικός μας Γαλαξίας.
Γαλαξιακές συγχωνεύσεις:
Μόλις σχηματιστούν, αυτοί οι γαλαξίες εξελίχθηκαν μαζί σε μεγαλύτερες γαλαξιακές δομές που ονομάζονται ομάδες, συστάδες και υπερκείμενα. Με την πάροδο του χρόνου, οι γαλαξίες προσελκύονταν ο ένας τον άλλο με τη δύναμη της βαρύτητας τους και συγκρούστηκαν μαζί σε μια σειρά συγχωνεύσεων. Το αποτέλεσμα αυτών των συγχωνεύσεων εξαρτάται από τη μάζα των γαλαξιών στη σύγκρουση.
Οι μικροί γαλαξίες διαλύονται από μεγαλύτερους γαλαξίες και προστίθενται στη μάζα των μεγαλύτερων γαλαξιών. Ο δικός μας Γαλαξίας τρώγαμε πρόσφατα μερικούς νάνους γαλαξίες, μετατρέποντάς τους σε ροές αστεριών που περιστρέφονται γύρω από τον γαλαξιακό πυρήνα. Αλλά όταν συναθροίζονται μεγάλοι γαλαξίες παρόμοιου μεγέθους, γίνονται τεράστιοι ελλειπτικοί γαλαξίες.
Όταν συμβεί αυτό, η λεπτή σπειροειδής δομή χάνεται και οι συγχωνευμένοι γαλαξίες γίνονται μεγάλοι και ελλειπτικοί. Οι ελλειπτικοί γαλαξίες είναι μερικοί από τους μεγαλύτερους γαλαξίες που έχουν παρατηρηθεί ποτέ. Μια άλλη συνέπεια αυτών των συγχωνεύσεων είναι ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες (SMBH) στα κέντρα τους γίνονται ακόμη μεγαλύτερες.
Όχι όλες οι συγχωνεύσεις θα έχουν ως αποτέλεσμα ελλειπτικούς γαλαξίες. Αλλά όλες οι συγχωνεύσεις έχουν ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στη δομή των συγχωνευμένων γαλαξιών. Για παράδειγμα, πιστεύεται ότι ο Γαλαξίας αντιμετωπίζει ένα μικρό συμβάν συγχώνευσης με τα κοντινά Magellanic Clouds. και τα τελευταία χρόνια, έχει καθοριστεί ότι ο γαλαξίας νάνος Canis Major συγχωνεύτηκε με τον δικό μας.
Ενώ οι συγχωνεύσεις θεωρούνται βίαια γεγονότα, δεν αναμένεται πραγματική σύγκρουση μεταξύ συστημάτων αστεριών, δεδομένης της τεράστιας απόστασης μεταξύ των αστεριών. Ωστόσο, οι συγχωνεύσεις μπορούν να οδηγήσουν σε βαρυτικά κύματα, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν το σχηματισμό νέων αστεριών. Αυτό προβλέπεται να συμβεί όταν ο δικός μας γαλαξίας Γαλαξίας συγχωνεύεται με τον γαλαξία της Ανδρομέδας σε περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Γαλαξιακός θάνατος:
Τελικά, οι γαλαξίες παύουν να σχηματίζουν αστέρια μόλις εξαντλήσουν την παροχή κρύου αερίου και σκόνης. Καθώς η προσφορά εξαντλείται, ο σχηματισμός των αστεριών επιβραδύνεται κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών έως ότου σταματήσει εντελώς. Ωστόσο, οι συνεχιζόμενες συγχωνεύσεις θα διασφαλίσουν ότι τα φρέσκα αστέρια, το αέριο και η σκόνη εναποτίθενται σε παλαιότερους γαλαξίες, παρατείνοντας έτσι τη ζωή τους.
Προς το παρόν, πιστεύεται ότι ο γαλαξίας μας έχει εξαντλήσει το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου του και ο σχηματισμός αστεριών θα επιβραδυνθεί έως ότου εξαντληθεί η παροχή. Αστέρια όπως ο Ήλιος μας μπορούν να διαρκέσουν μόνο για 10 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου. αλλά οι μικρότεροι, πιο δροσεροί κόκκινοι νάνοι μπορούν να διαρκέσουν για μερικά τρισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, χάρη στην παρουσία γαλαξιών νάνων και της επικείμενης συγχώνευσης μας με την Ανδρομέδα, ο γαλαξίας μας θα μπορούσε να υπάρχει ακόμη περισσότερο.
Ωστόσο, όλοι οι γαλαξίες σε αυτήν την περιοχή του Σύμπαντος τελικά θα δεσμευτούν βαρυτικά μεταξύ τους και θα συγχωνευτούν σε έναν τεράστιο ελλειπτικό γαλαξία. Οι αστρονόμοι έχουν δει παραδείγματα τέτοιων ειδών «απολιθωμένων γαλαξιών», ένα καλό των οποίων είναι ο Μεσιέρ 49 - ένας υπερμεγέθης ελλειπτικός γαλαξίας.
Αυτοί οι γαλαξίες έχουν εξαντλήσει όλα τα αποθέματα αερίου που σχηματίζουν αστέρια και όλα όσα απομένουν είναι τα αστέρια μεγαλύτερης διάρκειας. Τελικά, για μεγάλα χρονικά διαστήματα, αυτά τα αστέρια θα εξαφανιστούν το ένα μετά το άλλο, έως ότου το όλο θέμα είναι η θερμοκρασία υποβάθρου του Σύμπαντος.
Αφού ο γαλαξίας μας συγχωνευθεί με την Ανδρομέδα και συνεχίσει να συγχωνεύεται με όλους τους άλλους κοντινούς γαλαξίες στην τοπική ομάδα, μπορούμε να περιμένουμε ότι και αυτός θα υποστεί παρόμοια μοίρα. Και έτσι, η εξέλιξη του γαλαξία έχει συμβεί πάνω από δισεκατομμύρια χρόνια, και θα συνεχίσει να συμβαίνει για το άμεσο μέλλον.
Έχουμε γράψει πολλά άρθρα σχετικά με τους γαλαξίες για το Space Magazine. Εδώ είναι τι είναι ο Γαλαξίας ;, Πώς σχηματίστηκε ο Γαλαξίας; Τι συμβαίνει όταν συγκρούονται οι Γαλαξίες ;, Τι συμβαίνει όταν οι Γαλαξίες πεθαίνουν;
Εάν θέλετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τους γαλαξίες, ρίξτε μια ματιά στα δελτία ειδήσεων του Hubblesite για τους γαλαξίες και εδώ είναι η Επιστημονική σελίδα της Γαλαξίας της NASA.
Έχουμε ηχογραφήσει επίσης ένα επεισόδιο του Astronomy Cast σχετικά με τους γαλαξίες - Επεισόδιο 97: Γαλαξίες.
Πηγές:
- Πανεπιστήμιο Cornell Τμήμα Αστρονομίας - Σχηματισμός και Εξέλιξη
- Wikipedia - Σχηματισμός και εξέλιξη του Γαλαξία
- SKA - Πώς εξελίσσονται οι γαλαξίες;
