A napraforgó-galaxis, a Messier 63, látószögünkhöz képest dőlve volt, az egyik fele egyértelműen porosabbnak tűnik, mint a másik. Ez egy olyan fejlett spirális galaxis, amelyben a közelmúltban nem volt jelentős összefonódás, és csak valamivel spirálisabb (vagy flokkulusabb), mint a miénk. (ESA / HUBBLE & NASA)

Milyen volt, amikor a Tejút alakult?

Több milliárd évvel ezelőtt a Tejút felismerhetetlen lett volna. Így alakult ki modern formája.

Lehet, hogy a Tejút-galaxis csak a megfigyelhető univerzum trillióinak egyike, de egyedülállóan különleges, mint a kozmikus otthonunk. Néhány száz milliárd csillagból, körülbelül egy billió napenergia-tömegű sötét anyagból, egy szupermasszív központi fekete lyukból és rengeteg gázból és porból áll, valójában kissé tipikus a modern galaxisokra. Nem vagyunk sem a legnagyobb, sem a legkisebb galaxisok között, sem ultra-hatalmas klaszterben vagyunk, vagy elszigetelten találkozunk.

Különlegessé tesz minket azonban az, hogy fejlett vagyunk. Egyes galaxisok gyorsan felnőnek, kimerítik az üzemanyagot, és „vörösnek és halottnak” válnak, amikor elveszítik az új csillagok kialakulásának képességét. Néhány galaxis jelentős összefonódásokon megy keresztül, spirálokból ellipszis alakúvá alakulva, amikor ez megtörténik. És mások óriási árapály-zavarokat tapasztalnak, amelyek elsöprő, kiszáradt spirálkarokhoz vezetnek. De nem a Tejút. Pontosan úgy nőttünk fel, mint amire számíthattál. Így jutottunk oda.

A Whirlpool-galaxis (M51) rózsaszínűnek tűnik a spirális karjai mentén a nagy mennyiségű csillagképződés miatt. Ebben az esetben a Whirlpool-galaxissal gravitációs kölcsönhatásban lévő közeli galaxis kiváltja ezt a csillagképződést, de minden gázban gazdag spirál bizonyos szintű új csillagszületést mutat. (NASA, ESA, S. BECKWITH (STSCI) ÉS A CSALÁDOS ÖRÖKSÉG Csapat, STSCI / AURA)

Jelenleg a Tejúthoz hasonló galaxisok hihetetlenül gyakoriak. Íme néhány tulajdonság, amelyeket jellemzően megjelenítenek:

  • több száz milliárd csillag,
  • egy palacsintaszerű alakba koncentrálva,
  • kör alakú klaszterekkel körülvéve, halogén alakban,
  • spirálkarokkal, amelyek sugárirányban kifelé nyúlnak több tízezer fényév alatt,
  • egy dugattyús régióból származó központi sávszerű tulajdonsággal,
  • óriási mennyiségű gáz és por koncentrálódott a galaktikus síkon,
  • és fiatal csillagképző régiók, ahol a gáz és a por sűrűbb.

Egy ilyen behemoth óriási gravitációs vonzást gyakorol a közeli minden másra. Ilyen távoli galaxist is felismerhet, és az abból kilépő csillagfény jellemző jellemzõje. De örökké nem lett volna ilyen. Amit mi univerzumunkként ismertünk, a Nagyrobbanással kezdődött, mintegy 13,8 milliárd évvel ezelőtt, és a galaxisok nem lehetett volna mindig ilyen. Valójában, ha elég messze tekintünk vissza, láthatjuk, hogy a különbségek megjelennek.

A mai Tejúthoz hasonló galaxisok száma sok, de a Tejúthoz hasonló fiatalabb galaxisok eredendően kisebbek, kékesebbek, kaotikusabbak és általában gazdagabbak gázzal, mint a mai galaxisok. Az első galaxisok esetében ez a hatás szélsőséges. Mint láttuk, a galaxisok betartják ezeket a szabályokat. (NASA ÉS ESA)

Összehasonlítva a Tejút és más Tejút-szerű galaxisokkal, amelyeket ma látunk, a galaxisok:

  • fiatalabb, amint azt a fiatal csillagok számának növekedése bizonyítja,
  • kékebb, mivel a legkisebb csillag a leggyorsabban elpusztul,
  • kisebbek, mert a galaxisok összeolvadnak, és idővel több anyagot vonzanak,
  • és kevésbé spirális-szerű, mert csak a legaktívabb, legtávolabbi, csillagképző galaxisok legfényesebb részeit látjuk.

Más galaxismal a mai galaxisunk a 13,8 milliárd éves kozmikus evolúció eredménye, amely során nagyszámú kis proto-galaxis összeolvadt és további anyagot vonzott bennük. Mi vagyunk azok, amelyek akkor maradnak, ha számtalan más galaxist lenyelünk a sajátunk.

A csillagképződés, a gázhidak és a szabálytalan alakú galaxisok csak néhány olyan jellemző, amelyek a Hickson Compact Group 31-ben felmerülnek. A kompakt csoportok gyakran szemléltetik, hogy a galaxisok egyesülése hogyan lép fel különböző szakaszokban és körülmények között. (NASA / STSCI / WIKISKY / HABBLE ÉS WIKIMEDIA KÖZÖS HASZNÁLATI FRIENDLYSTAR)

A Tejút felépítésének története olyan, mint egy hatalmas szerkezet építése a LEGO-kból. Csak ahelyett, hogy a LEGO-k idővel ugyanazok maradnának, aktívan megváltoztatják a formát, amikor összeállítjuk szerkezetünket. Olyan lenne, mint az összes darab elindítása, ha összeállítunk 100 különféle X-Wing LEGO vadászgombot, és felszámolhatunk egy Csillagpusztítóval, amikor készen állunk.

A galaxisok, látod, nem csak növekednek, ha vonzzák a többi galaxist, és összeolvadnak, hogy nagyobbokat hozzanak létre. A galaxisok is fejlődnek, azaz:

  • forog,
  • csillagokat képeznek,
  • tölcsér anyag a központ felé,
  • sűrűséghullámokat generálnak spirális karjuk mentén,
  • vonzzon további anyagokat a galaxison kívülről a kozmikus szálak mentén,
  • és megváltoztathatja az alakot és az irányt a többi galaxis és az anyag, amely bennük esik, alapján.
Az NGC 4038/4039 kölcsönhatásba lépő galaxisok több hullámhosszúságú kompozitja, az Antennák, rádióban (blues) mutatják a névmás árapály-farkát, az elmúlt és a legutóbbi csillagszületéseket optikailag (fehérek és csíkok), valamint az aktuális csillagképző régiók kiválasztása mm / submm-ben ( narancs és sárga). Bevezetés: Az ALMA első mm / submm teszt nézetei a 3. sávban (narancssárga), a 6. (sárga) és a 7. sávban (a sávban), amelyek részletei meghaladják az összes többi nézetet ezen a hullámhosszon. ((NRAO / AUI / NSF); ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); HST (NASA, ESA és B. WHITMORE (STSCI)); J. HIBBARD, (NRAO / AUI / NSF); NOAO / AURA / NSF )

Míg a legkorábbi proto-galaxisok, amelyek végül a Tejútvá fejlődtek, alig 200–250 millió évvel alakultak ki a nagy robbanás után, a kozmikus evolúció egész idő alatt folytatódott.

Az első szakasz a legkorábbi csillagok és csillagfürtök kialakítása, amely körülbelül 100 millió évig tart, és a Nagyrobbanásból megmaradt érintetlen anyagból (hidrogén és hélium) képződött. Ezek a csillagfürtök gyorsan fejlődtek, ami a csillagok élettartama nagyon gyors végéhez vezet. Amikor ezek a csillagok elpusztultak, a csillagközi közeget szennyezték nehéz elemekkel, amelyek a második csillaggenerációt eredményezték. Mire 200-300 millió év telt el, a csillagfürtök összeolvadtak egymással, és az első galaxisok kialakulásához vezettek.

A galaxisok, amelyek jelenleg gravitációs kölcsönhatásokon vagy összeolvadásokon mennek keresztül, szinte mindig új, fényes, kék csillagokat képeznek. Először az egyszerű összeomlás jelenti a csillagok kialakulásának módját, de a mai csillagképződés nagy része erőszakosabb folyamat eredménye. Az ilyen galaxisok szabálytalan vagy zavart formái kulcsfontosságú jelzést adnak arra, hogy ez történik, és ezeknek az egyesüléseknek a bizonyítékai visszamenőlegesek lehetnek, amennyire a távcsöveink jelenleg látják. (NASA, ESA, OESCH P. (GENEVA EGYETEM) és M. MONTES (ÚJ DÉL-WALES EGYETEM))

A kozmikus háló ezután elkezdi kialakulni. Az idő múlásával a gravitáció nagyobb és nagyobb távolságokra is eljuthat, és nagyobb méretű anyagcsomók eshetnek be. Amikor egy korai galaxisnál kisebb méretű dudor leesik, az árapályosan szakad el, és óvatosan a galaxis belsejébe kerül. lassan, ahol egyszerűen felszívódhat az idő múlásával.

Ezek a kisebb fúziók általánosak, és a teljes galaxis tömegének körülbelül egyharmadáig bármi is ebbe a kategóriába tartozik. Bármely belső szerkezetnek, például spirálkaroknak, csillagképző régióknak, rúdnak vagy dudornak, érintetlennek kell maradnia. Eközben a kiegészítő gáz és por új tüzelőanyagot biztosít a csillagok új generációi számára. A csillagképződés általában fokozódik az egyesülési események során, még kisebb jelentőségű események során is. Az első 2 vagy 3 milliárd évben ez a folyamat általános volt.

Amikor az Univerzumban hasonló méretű galaxisok fúziója következik be, új csillagokat képeznek a benne levő hidrogén- és héliumgázból. Ez erőteljesen megnövekedett csillagképződéshez vezethet, hasonlóan ahhoz, amit megfigyelünk a közeli Henize 2-10-es galaxisban, amely 30 millió fényévnyire van. Ez a galaxis valószínűleg az egyesülés utáni óriás ellipsziské alakul. (Röntgen (NASA / CXC / VIRGINIA / A.REINES ET AL); RÁDIÓ (NRAO / AUI / NSF); OPTIKAI (NASA / STSCI))

De az idő múlásával és az Univerzum bővülésével az fúziók átlagosan kevésbé általánosak, de nagyobb jelentőségűek. A galaxisok összekapcsolódnak és csoportosulnak, különféle méretű csoportokba, de alkalmanként nagy galaxis-klasztereket képezhetnek, amelyek saját helyi csoportunk tömegének százainak vagy akár több ezer-szörösének felelnek meg. Ezek a sűrű galaxiscsoportok az univerzum egyik leglátványosabb látványossága, ám ezek viszonylag ritkák: a tömeg és a galaxisok többsége kis csoportokban található meg, mint a miénk, nem pedig a hatalmas klaszterekben, amiket látszik elterjedten az univerzumban. Mire 4 vagy 5 milliárd év telt el, világossá vált, hogy soha nem válunk egy hatalmas klaszter részévé.

Fontos, hogy ezeket az összefonódásokat kismértékben tartsuk. Ha egy nagyobbikat tapasztalunk, ahol két hasonló méretű galaxis összeütközik, akkor óriási csillagképződést okozhatnak, amely felhasználhatja az összes rendelkezésre álló csillagképző gázt és „összekeverheti” az anyagot a galaxisban.

Az ultramasszív, összeolvadó dinamikus galaktikus klaszter, az Abell 370, gravitációs tömeggel (többnyire sötét anyaggal) kékkel következtetve. Sok elliptikus galaxis található a hatalmas klaszterekben, mint ez, a több milliárd évvel ezelőtti nagy fúziók eredményeként. Még mindig nagy számú spirál létezik, mivel ennek a galaxis-klaszternek a teljes tömege meghaladhatja a Helyi Csoport ezerszeresét. (NASA, ESA, D. HARVEY (SVÁJC SZÖVETSÉGES MŰSZAKI INTÉZET), R. MASSEY (DURHAM EGYETEM, Egyesült Királyság), a HUBBLE SM4 ERO TEAM és az ST-ECF

Ez tipikusan egy hatalmas elliptikus galaxis létrehozását eredményezi: egy, amely csillagokat alkot egyszerre hatalmas számban, majd soha többé nem. A legtöbb galaxis esetében ez a galaxis evolúciójának végső szakasza, de több nagy galaxisra támaszkodik, amelyek összetörtek. Ez a felismerés megmagyarázza, hogy az óriás ellipszisek miért gyakoriak a hatalmas galaxiscsoportokban, ám csoportokban vagy elszigetelten sokkal ritkábbak.

Nagyon sok tömegre van szükség, amely idővel felépül, hogy létrejöjjön egy jelentős fúzió. Mindaddig, amíg a galaxis elég hatalmas (mint a Tejút méretű vagy hasonló), rendelkezésre áll anyag új csillagok (gáz) kialakításához. Mindaddig, amíg a galaxisoknak szögletük van és egy előnyben részesített forgástengelyük van (amit jelentős összefonódás hiányában is megtesznek), és mindaddig, amíg van elég idejük stabil alakjukba állni (amely mindannyian megvan, hacsak nincs nemrégiben történt jelentős fúzió), arra számítunk, hogy spirál alakúak legyenek.

Az izolált MCG + 01–02–015 galaxist, mindegyikének több mint 100 000 000 fényévben minden irányban magányosnak tekintve, jelenleg úgy gondolják, hogy a leghosszabb galaxis az univerzumban. A galaxisban megfigyelt tulajdonságok összhangban állnak azzal, hogy egy hatalmas spirál alakult ki, amely egy apróbb összefonódások hosszú sorozatából jött létre, ám milliárd éve viszonylag csendes volt ezen a fronton. (ESA / HUBBLE & NASA ÉS GORIN N. (STSCI); ELISMERÉS: JUDY SCHMIDT)

Tejútunk valószínűleg olyan proto-galaxisok sorozatából nőtt ki, amelyek spirál alakúak lettek, majd fokozatosan felszaporították a Helyi Csoportban levő kisebb galaxisok sokaságát. Még csak a legtöbbet sem gyűjtöttük össze; ez a megtiszteltetés szomszédunknak, Andromeda-nak szól. Nem végezzük el: ma vannak műholdas galaxisok, amelyek összeolvadnak velünk, és néhány külsõ galaxisunk, mint például a két Magellán Felhõ, amelyek valószínûleg le fognak pusztulni a következõ néhány száz millió év alatt.

A Tejútot létrehozó kozmikus történet a legnagyobb túlélésé. A galaxis uralkodásakor a tömeg az elsõdleges tényezõ.

Az idő múlásával ez a lapos, korongszerű alak kezdte felcsavarodni. A spirálkarunk kifejezettebbé vált, és befordult bennük több fordulat. A sarkok kiléptek a karoktól, és a gravitációs kölcsönhatások eredményeként csillagok alakultak ki galaxisunk végső végén. További gáz áramlott a külvárosba, végül a központba jutva.

A galaxisok folyamatos fejlődésével fejlesztenek olyan funkciókat is, amelyeket felismerhetünk. Az anyag sűrűbb régiójában központi dudor alakul ki. Vannak olyan utak, amelyek sokkal sikeresebben vezetik az anyagot a magba: egy központi sáv fejlődik és növekszik. A gáz és a csillagok dinamikája miatt a galaxis még vékonyabb tárcsává válik, és szélek felé szétszóródik, növekszik a sugár, de csökken a vastagsága.

És végül, amint a gravitáció elkerülhetetlen, az összes egymáshoz kötött galaxis végül összeolvad. Maga a Tejút - hozzávetőleg 4 milliárd év múlva - szándékozik az Andromeda-val való egyesülés.

Fotók sorozata, amely megmutatja a Tejút-Andromeda egyesülését és azt, hogy az ég hogyan fog megjelenni másként, mint a Föld, amint történik. Ez a fúzió a jövőben körülbelül 4 milliárd évvel fog végbemenni, egy hatalmas csillagképződéssel, amely vörös és halott, gázmentes elliptikus galaxishoz vezet: Milkdromeda. Az egyetlen, nagy elliptikus alak az egész helyi csoport végzetes sorsa. (NASA; Z. LEVAY ÉS R. VAN DER MAREL, STSCI; HALLAS T. és A. MELLINGER)

A Tejúthoz vezető kozmikus történet állandó evolúcióval jár. Valószínűleg száz vagy akár több ezer kisebb, korai szakaszban lévő galaxisból alakultunk ki, amelyek összeolvadtak. A spirális karok valószínűleg kialakultak és kölcsönhatások következtében sokszor elpusztultak, csak hogy kialakuljanak egy fejlődő galaxis forgó, gázban gazdag természetéből. A csillagképződés hullámokon belül történt, gyakran kisebb fúziók vagy gravitációs kölcsönhatások által kiváltott formában. És ezek a csillagképződés hullámai megnövelték a szupernóva-sebességet és a nehézfémek gazdagodását. (Ez úgy hangzik, mint mindenki kedvenc iskola utáni tevékenysége.)

Ezek a folyamatos változások továbbra is zajlanak, és a jövőben több milliárd évvel zárulnak le, amikor a Helyi Csoport összes galaxise összeolvadt. Minden egyes galaxisnak megvan a saját egyedi kozmikus története, és a Tejút csak egy tipikus példa. Ahogy felnőttek vagyunk, továbbra is fejlődik.

További tudnivalók arról, hogy milyen volt az Univerzum, amikor:

  • Milyen volt, amikor az univerzum felfújódott?
  • Milyen volt, amikor először kezdődött a Nagyrobbanás?
  • Milyen volt, amikor az Univerzum volt a legforróbb?
  • Milyen volt, amikor az Univerzum először több anyagot hozott létre, mint az antianyag?
  • Milyen volt, amikor a Higgs tömeget adott az Univerzumnak?
  • Milyen volt, amikor először protonokat és neutronokat készítettünk?
  • Milyen volt, amikor elveszítettük az utolsó antianyagunkat?
  • Milyen volt, amikor az Univerzum elkészítette első elemeit?
  • Milyen volt, amikor az univerzum először atomokat készített?
  • Milyen volt, amikor az univerzumban nem voltak csillagok?
  • Milyen volt, amikor az első csillagok világossá váltak?
  • Milyen volt, amikor meghalt az első csillag?
  • Milyen volt, amikor az Univerzum elkészítette a csillagok második generációját?
  • Milyen volt, amikor az Univerzum készítette az első galaxisokat?
  • Milyen volt, amikor a csillagfény először áttörött a Világegyetem semleges atomjain?
  • Milyen volt, amikor az első szupermasszív fekete lyukak kialakultak?
  • Milyen volt az, amikor az univerzumban először lehetett élet?
  • Milyen volt, amikor a galaxisok alkották a legtöbb csillagot?
  • Milyen volt, amikor az első lakható bolygók kialakultak?
  • Milyen volt, amikor a kozmikus háló kialakult?

A Starts With A Bang mostantól a Forbes-en működik, és a Mediumon közzéteszik, a Patreon támogatóinknak köszönhetően. Ethan két könyvet írt, a Beyond The Galaxy és a Treknology: A Star Trek tudománya a Tricorders-től a Warp Drive-ig.