saprast galaktikas veidošanās process Kopš tās pirmsākumiem tas ir bijis viens no svarīgākajiem pētniecības punktiem astronomijā. Ir bijuši daudzi pētnieki, kuri visu savu karjeru ir veltījuši šim konkrētajam punktam.
Kā jūs varētu iedomāties, par galaktiku un zvaigžņu veidošanos ir izvirzīti vairāki scenāriji, taču tikai nesen zinātnieki ir sākuši vienoties par dažiem pierādāmiem faktiem.
Pēdējo gadu sasniegumi, ko sasnieguši teorētiķi Lielais sprādziens, Viņiem ir izdevies atklāt jaunu gaismu par to, kā, kad un kāpēc tika izveidotas pirmās galaktikas mūsu Visumā.
Galu galā, zināt mūsu galaktikas izcelsmi (tas, kuru mēs varam novērot vieglāk), ir būtisks punkts, lai sāktu izprast universālo dinamiku, kas mūsu vēsturē ir radījusi tik daudz pretrunīgu viedokļu.
Ja šī tēma jums šķiet interesanta, jums noteikti patiks mūsu raksts par Visuma izcelsme un Lielā sprādziena teorija.
galaktikas veidošanās
Kad veidojās pirmās galaktikas?
Pirmkārt, ir svarīgi saprast, ka, neskatoties uz to milzīgo izmēru, salīdzinot ar mērogu ar zināmo Visuma izmēru, galaktikas ir mazs punkts.
Tas nozīmē, ka Visumā ir simtiem tūkstošu galaktiku, savukārt katrā galaktikā ir simtiem miljonu zvaigžņu ar to attiecīgajām sistēmām (piemēram, mūsu).
Tikai pirms dažiem gadiem parādījās vispārpieņemta teorija par pirmo galaktiku veidošanās process, un tas ir noticis, pateicoties Lielā sprādziena teorijas attīstībai, jo ir bijis iespējams noteikt, kurā Visuma evolūcijas laikmetā sāka rasties pirmās galaktikas.
Tiek lēsts, ka galaktiku izcelsme ir bijusi agrāk, nekā sākotnēji uzskatīts, sākot ar pēdējo zināmo Lielā sprādziena fāzi, tikai dažas 600.000 XNUMX gadu pēc pirmās telpas un laika singularitātes.
Tajā laikā Visums joprojām bija ļoti viendabīgs ar līdzīgu vielas sadalījumu katrā telpas punktā.
Taču kosmiskie mākoņi (matērija) sāka pievilkt viens otru gravitācijas lauku paplašināšanās dēļ, veidojot kosmosā koncentrētas matērijas kopas.
Tādā veidā Visums kļuva par neviendabīgu telpu ar nevienlīdzīgu matērijas blīvuma sadalījumu.
Vecākā novērojamā galaktika!
Lai gan ir noteikts, ka lielākā daļa galaktiku izveidojās salīdzinoši īsā laika iekavās (apmēram 800 miljonus gadu), ir novērotas dažas vecākas un dažas jaunākas.
Novērojumi par Habla un citi superteleskopi ir identificējuši līdz šim vecāko galaktiku.
2009. gadā tas tika identificēts un kristīts kā UDFy-38135539, vecākā galaktika, kas jebkad novērota ar zemes teleskopiem.
Šīs kopas novērojamā fotonu taka, kurā, domājams, atrodas vairāk nekā 1.000 miljoni zvaigžņu, Tas ir 13.100 miljards gadu vecs.. Tas nozīmē, ka tas izveidojās tikai 500 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, tieši pēc tam, kad tika radītas pirmās atoma daļiņas.
Kā veidojas galaktikas?
Lgalaktiku veidošanās tas ir bijis noslēpums gadsimtiem ilgi cilvēcei un gadu desmitiem mūsdienu zinātniekiem. Patiesībā joprojām pastāv dažas domstarpības par to, kā tieši sākās pirmo galaktiku rašanās.
Patiesība ir tāda, ka ir panākta vienprātība, nosakot, ka galaktikas tika izveidotas no gāzu kopām kosmiskajos mākoņos, tiklīdz Visums sāka atdzist pēc Lielā sprādziena.
Tomēr, lai gan lielākā daļa zināmo galaktiku veidojās aptuveni vienā laikā, tās nav statiskas.
Visi kosmiskie ķermeņi attīstās laika gaitā; mutēt un pārvietoties, un šī dinamika ir kļuvusi par interesantu debašu lauku astronomija.
Turklāt šīs teorijas arī izskaidrotu, kādi apstākļi un kāda veidošanās procesa daļa nosaka galaktikas tipus, kas veidojas katrā singularitātē.
Īsāk sakot, galvenokārt ir divas pieņemtas teorijas, kuras varētu izskaidro galaktiku un zvaigžņu veidošanos.
1. modelis – galaktikas kopas
Zinātnieku aprindās visplašāk pieņemtā teorija.
Tiek pieņemts, ka galaktiku un tajās esošo ķermeņu veidošanās bija tiešs kosmiskās masas kopu sabrukuma rezultāts, kas piesaistījās viens otram kā sekas. pirmatnējās masas blīvuma svārstības Visumā.
Šīs izmaiņas blīvuma sadalījumā izraisīja esošās matērijas šajā stadijā – kosmisko gāzu uzkrāšanās – pievilkšanos viena ar otru, līdz tās izveidojās. superkopas mīklas īpašos Visuma reģionos.
Atšķirīgās vielas koncentrācijas katrā klastera apgabalā ļāva veidot sarežģītākus (un kompaktākus) ķermeņus, kas ir sakārtoti hierarhiski: galaktikas kopās, galaktikas, zvaigžņu kopas un zvaigznes.
Šis modelis lieliski izskaidrotu galaktiku izplatības iemeslu koncentrētās kopās, nevis vienkārši "regulāri" sadalītas visā zināmā Visuma telpā.
2. modelis — protogalaktikas
Protogalaktikas vai "primitīvās galaktikas", kā tie arī zināmi, atbilst pirmajiem kosmiskās vielas veidojumiem pēc Lielā sprādziena atdzišanas perioda.
Dažas teorijas par galaktiku izcelsmi pieļauj, ka mūsdienās novērojamās galaktiku kopas radās masīvu protogalaktiku sabrukšanas rezultātā aptuveni 500 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena.
Tomēr pēdējā laikā šī teorija ir piedzīvojusi dažus apvērsumus, jo mūsdienu novērojumi ir identificējuši patiešām vecas galaktikas (izveidojušās tikai 500 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena), kas atstātu ļoti īsu laika posmu, lai varētu izveidoties un sabrukt. protogalaktikas.
Kādi galaktiku veidi pastāv?
Iemesls, kas nosaka kāda veida galaktika tas, kā tas veidojas, paliek noslēpums un noteikti paliks tāds, līdz mēs pilnībā atšifrēsim galaktiku izcelsme
Patiesība ir tāda, ka pētījumi un novērojumi, kas veikti kopš XNUMX. gadsimta otrās puses, pateicoties jaudīgiem superteleskopiem, ir ļāvuši mums identificēt dažāda veida galaktikas kas pastāv (vai vismaz par kurām mēs līdz šim zinām).
Spirālveida galaktikas
Spirālveida galaktikas, piemēram, mūsējā (Piena ceļš) Tie ir visizplatītākie un arī vislabāk zināmie. Faktiski tā forma atbilst galaktikas grafikam, ko mēs parasti varam redzēt visur.
Tiek uzskatīts, ka veidošanās spirālveida galaktiku veidi tas atbilda gāzveida veidojumu pēkšņai un ne pakāpeniskai sabrukšanai.
Tās dzimšanas pirmajā posmā aglomerējas īpaši blīvu vielu kopa, kas atbilst galaktikas kodolam, ko parasti veido veco zvaigžņu koncentrācija, ap kuru gravitācijas lauku griežas pārējā galaktikas masa.
Vēlāk veidosies diski, kas sastāv no mazāk blīvām zvaigznēm, planētām, asteroīdiem un kosmiskiem mākoņu ķermeņiem.
Tiek arī uzskatīts, ka daļu no matērijas, kas veido galaktisko oreolu, veido paliekas "pundurgalaktikas" kas riņķo ap augstāku galaktiku un sabrūk, saplūstot lielākās galaktikas ķermenī.
Šī teorija rodas, atklājot nelielu galaktiku, kas riņķo ap mūsu piena ceļu un kuru mūsējie varētu lēnām "aprīt", līdz tā pilnībā iekļaujas.
Spirālveida galaktikas raksturo:
- Viņiem ir veidošanās disks ar plakanu pagarinājumu
- Tās "rokas" galvenokārt sastāv no starpzvaigžņu putekļiem un jaunām zvaigznēm.
- Tās kodolu vai izliekumu veido lielas vecu zvaigžņu grupas ar zemu metāliskumu.
- Tiek uzskatīts, ka lielākajā daļā spirālveida galaktiku izliekuma centrā ir melnais caurums.
eliptiskās galaktikas
Jaunākie novērojumi par Habla, liecina, ka lielākā daļa elipsveida galaktiku ir izveidojušās no masīvas sadursmes un vairāku galaktiku saplūšanas, kas ir ļoti atšķirīgas pēc izmēra, uzbūves un spilgtuma viena no otras.
Neskatoties uz to, ir novērots, ka milzu elipsveida galaktikas (līdz šim lielākās novērojamajā Visumā) galvenokārt veido vecās zvaigznes ar zemu metāliskuma koncentrāciju.
Tomēr dažās no šīm galaktikām ir novērotas jaunākas un mazākas zvaigznes, taču tas varētu būt sadursmes ar citām galaktikām rezultāts.
Vēl viena ļoti izplatīta šāda veida galaktiku fiziskā īpašība ir zemā kosmisko gāzu uzkrāšanās, ko, iespējams, noplicina jaunu zvaigžņu un planētu veidošanās.
Ir divu veidu eliptiskas galaktikas atkarībā no to masas sadalījuma telpā:
kvadrātveida eliptiskas galaktikas, kas parasti atbilst masīvām galaktikām.
Tie parāda nevienmērīgu kustību starp savām zvaigžņu grupām, bez noteikta modeļa starp tām.
Šķiet, ka kvadrātveida galaktikas arī neuzrāda augstāku gaismas koncentrāciju savā kodolā, kā tas ir ar cita veida galaktikām, piemēram, spirālēm.
Otrā grupa atbilst diskveida eliptiskas galaktikas, kas parāda organizētāku izkārtojumu un pārvietojas ar daudz lielāku ātrumu kosmosā.
Šīs galaktikas veido mazākas, jaunākas zvaigznes. Turklāt to centrā ir daudz augstāks spilgtuma līmenis, bet ne pārāk daudz.
No kā sastāv zvaigznes?
Zvaigžņu veidošanās attiecas ne tikai uz zvaigžņu izcelsmi. Astronomijas un astrofizikas pētnieki ir plaši apsprieduši arī zvaigžņu sastāvu.
Tas ir, No kā sastāv zvaigznes?
Zvaigznes galvenokārt sastāv no gāzēm, piemēram, Ūdeņradis y Helioun mazākā mērā citi elementi, piemēram, skābeklis, slāpeklis, litijs, dzelzs un ogleklis.
Zvaigznes sastāv no dažādiem ķīmiskiem komponentiem, kuru daudzveidība un koncentrācija dažādās zvaigznēs ir ļoti atšķirīga, tāpēc pastāv dažādi zvaigžņu veidi: supergiganti, milži, subgianti, punduri, baltie punduri utt.
Zvaigžņu sastāva sadalījums mainās atkarībā no to vecuma, kas savukārt maina to izmēru, krāsu, spilgtumu un klasifikāciju mūsu mērogā.
Pirmo tēzi par debess ķermeņu sastāvu kosmosā XNUMX. gadsimta sākumā ierosināja Sesīlija Peina-Gapoščina.
Zvaigžņu sastāvs pēc Sesīlijas Peinas-Gapoškinas
Ir iespaidīgi domāt par Sesīlijas Peinas promocijas darbā piedāvāto secinājumu precizitāti, ja ņemam vērā 1925. gadā pieejamos pētniecības instrumentus.
Interesants fakts ir tas, ka Sesīlija bija pirmā persona (vīrietis vai sieviete), kas to ieguva doktora grāds astrofizikā gada Universitātē Hārvarda.
Savā disertācijā viņš ierosināja, ka zvaigznes ir izdomātas pārsvarā ūdeņradis, atklājums, kas tajā laikā bija revolucionārs astronomu kopienai visā pasaulē.
Viņa pētījums kalpoja par stūrakmeni nākamajiem pētniekiem, lai papildinātu disertāciju, atklājot jaunus elementus zvaigžņu sastāvā.
Kas notiek, kad zvaigznei beidzas ūdeņradis?
Zvaigznes, tāpat kā viss Visumā, nav mūžīgas, lai arī tādas šķiet.
Tiek uzskatīts, ka tādas zvaigznes kā mūsu saule vidējais vecums ir aptuveni 10.000 miljardi gadu. Pašlaik mūsu saule ir patērējusi vairāk vai mazāk pusi no tās lietderīgās lietošanas laika, tāpēc daži teorētiķi lēš, ka tai ir no 5.000 līdz 7.000 miljoniem gadu pirms sabrukšanas.
Tā kā tā enerģija un spožums rodas kodolsintēzes rezultātā starp ūdeņraža kodoliem, veidojot hēlija daļiņas, tā lietderīgās lietošanas laiks ir ierobežots un ir atkarīgs no ūdeņraža lādiņa tā sastāvā, tas ir, no degvielas.
Kad ūdeņraža koncentrācija zvaigznē nokrītas pārāk zemu, saplūšana uz tās virsmas pārstāj notikt, neļaujot atbrīvot koncentrēto enerģiju.
Neizdalīto ūdeņraža daļiņu radītais pārmērīgais spiediens izraisa zvaigznes masas pieaugumu, pārvēršot to par sarkanais milzis.
Kad saplūšanas procesi uz virsmas beidzot ir izsmelti, spiediens uz zvaigznes kodolu kļūst pārmērīgs, liekot tai sarauties, līdz tā masas saspiešanas dēļ eksplodē, pēc tam sāksies dzesēšanas process, kas ilgs vēl pāris tūkstošiem gadu, līdz kļuva par a Baltais pundurismirusi zvaigzne