Jakie są galaktyki eliptyczne?

Galaktyki to ogromne gwiezdne miasta i najstarsze struktury we wszechświecie. Zawierają gwiazdy, chmury gazu i pyłu, planety i inne obiekty, w tym czarne dziury. Większość galaktyk we wszechświecie to galaktyki spiralne, podobnie jak nasza Droga Mleczna. Inne, takie jak Duże i Małe Chmury Magellana, znane są jako „nieregularne” galaktyki ze względu na ich niezwykłe i raczej amorficzne kształty. Jednak znaczny procent, być może około 15%, galaktyk nazywają astronomowie „eliptycznymi”.

Jak sama nazwa wskazuje, galaktyki eliptyczne wahają się od sferycznie ukształtowanych kolekcji gwiazd po bardziej wydłużone kształty podobne do konturu futbolu amerykańskiego. Niektóre mają tylko ułamek wielkości Drogi Mlecznej, podczas gdy inne są wielokrotnie większe, a co najmniej jeden eliptyczny zwany M87 ma widoczny strumień materiału odpływający z jego rdzenia. Wydaje się, że galaktyki eliptyczne również mają dużą liczbę Ciemna materia, coś, co odróżnia nawet najmniejsze eliptyczne karły od prostych gromad gwiazd. Na przykład gromady gwiazd kulistych są silniej związane grawitacyjnie niż galaktyki i generalnie mają mniej gwiazd. Jednak wiele kulistych jest tak starych (lub nawet starszych) galaktyk, w których krążą. Prawdopodobnie powstały mniej więcej w tym samym czasie co ich galaktyki. Ale to nie znaczy, że są galaktykami eliptycznymi.

Galaktyki eliptyczne są zauważalnie nieobecne w gazie, który jest kluczowym składnikiem regionów formujących gwiazdy. Dlatego też gwiazdy w tych galaktykach są zwykle bardzo stare, a regiony formowania się gwiazd są stosunkowo rzadkie w tych obiektach. Co więcej, stare gwiazdy w eliptyce wydają się być żółte i czerwonawe; co według naszego zrozumienia ewolucji gwiezdnej oznacza, że ​​są to mniejsze, ciemniejsze gwiazdy.

Dlaczego nie ma nowych gwiazd? To dobre pytanie. Przychodzi mi na myśl kilka odpowiedzi. Kiedy powstaje wiele dużych gwiazd, giną szybko i rozprowadzają dużą część swojej masy podczas zdarzenia supernowej, pozostawiając ziarna dla nowych gwiazd. Ale ponieważ gwiazdy o mniejszej masie ewoluują w dziesiątki miliardów lat mgławice planetarne, szybkość, z jaką gaz i pył są redystrybuowane w galaktyce, jest bardzo niska.

Kiedy gaz z mgławicy planetarnej lub wybuch supernowej w końcu dryfuje do ośrodka międzygalaktycznego, zwykle nie jest wystarczająco blisko, aby zacząć formować nową gwiazdę. Potrzebny jest więcej materiału.

Ponieważ wydaje się, że formowanie gwiazd ustało w wielu eliptycznych, astronomowie podejrzewają, że okres szybkiej formacji musiał nastąpić na początku historii galaktyki. Jedna z teorii głosi, że galaktyki eliptyczne mogą powstawać przede wszystkim poprzez zderzenie i połączenie dwóch galaktyk spiralnych. Obecne gwiazdy tych galaktyk zostałyby zmieszane, a gaz i pył zderzyłyby się. Rezultatem byłby nagły wybuch formowanie się gwiazd, zużywając dużo dostępnego gazu i pyłu.

Symulacje tych połączeń pokazują również, że powstała galaktyka miałaby formację podobną do galaktyk eliptycznych. To wyjaśnia również, dlaczego galaktyki spiralne wydają się dominować, podczas gdy eliptyczne są rzadsze.

To by wyjaśniało również, dlaczego nie widzimy zbyt wielu eliptycznych elementów, gdy badamy najstarsze galaktyki, jakie możemy wykryć. Większość tych galaktyk to kwazary - rodzaj aktywna galaktyka.

Niektórzy fizycy twierdzili, że w centrum każdej galaktyki, prawie niezależnie od typu, leży a Wielka czarna dziura. Nasza Droga Mleczna z pewnością ją posiada i obserwowaliśmy ją w wielu innych. Chociaż jest to nieco trudne do udowodnienia, nawet w galaktykach, w których nie „bezpośrednio widzimy” czarną dziurę, niekoniecznie oznacza to, że jej nie ma. Jest prawdopodobne, że przynajmniej wszystkie obserwowane przez nas galaktyki eliptyczne (i spiralne) zawierają te potwory grawitacyjne.

Astronomowie badają obecnie te galaktyki, aby zobaczyć, jaki wpływ istnienie czarnej dziury ma na ich tempo formowania się gwiazd w przeszłości.

Edytowany przez Carolyn Collins Petersen