Te begrijpen het proces van melkwegvorming Het is vanaf het begin een van de belangrijkste onderzoekspunten in de astronomie geweest. Er zijn veel onderzoekers geweest die hun hele loopbaan aan dit specifieke punt hebben gewijd.
Zoals je je misschien kunt voorstellen, zijn er een aantal scenario's getheoretiseerd over de vorming van sterrenstelsels en sterren, maar pas onlangs zijn wetenschappers het eens geworden over enkele aantoonbare feiten.
De vorderingen van de afgelopen jaren, bereikt door theoretici van de Oerknal, Ze zijn erin geslaagd om nieuw licht te werpen op hoe, wanneer en waarom de eerste sterrenstelsels in ons heelal werden gevormd.
Uiteindelijk ken de oorsprong van onze melkweg (degene die we gemakkelijker kunnen waarnemen), is een essentieel punt om de universele dynamiek te begrijpen, die in onze geschiedenis zoveel tegenstrijdige meningen heeft gegenereerd.
Als dit onderwerp je interessant lijkt, zul je zeker genieten van ons artikel over de oorsprong van het heelal en de oerknaltheorie.
melkwegvorming
Wanneer was de vorming van de eerste sterrenstelsels?
Allereerst is het belangrijk om te begrijpen dat ondanks hun kolossale omvang, vergeleken met schaal met de bekende grootte van het universum, sterrenstelsels zijn een kleine stip.
Wat betekent dat het universum honderdduizenden sterrenstelsels bevat, terwijl elk sterrenstelsel honderden miljoenen sterren bevat, met hun respectievelijke systemen (zoals de onze).
Het is nog maar een paar jaar geleden dat een algemeen aanvaarde theorie over de vormingsproces van de eerste sterrenstelsels, en dit is gebeurd dankzij de vooruitgang in de oerknaltheorie, aangezien het mogelijk was om te bepalen in welk tijdperk van de evolutie van het heelal de eerste sterrenstelsels werden geboren.
De oorsprong van sterrenstelsels is naar schatting eerder geweest dan aanvankelijk werd aangenomen, te beginnen in de laatst bekende fase van de oerknal, slechts enkele 600.000 jaar na de eerste ruimte-tijd-singulariteit.
Op dat moment was het heelal nog erg homogeen, met een vergelijkbare verdeling van materie op elk punt in de ruimte.
Kosmische wolken (materie) begonnen elkaar echter aan te trekken als gevolg van de uitzetting van zwaartekrachtsvelden, waardoor clusters van materie werden gevormd die geconcentreerd waren in de ruimte.
Zo werd het heelal een heterogene ruimte, met een ongelijke verdeling van de dichtheid van de materie.
Het oudste waarneembare sterrenstelsel!
Hoewel is vastgesteld dat de meeste sterrenstelsels zijn gevormd tijdens een relatief korte tijdsspanne (ongeveer 800 miljoen jaar), zijn er enkele oudere en sommige jongere waargenomen.
de waarnemingen van Hubble en andere supertelescopen hebben het oudste sterrenstelsel tot nu toe geïdentificeerd.
In 2009 werd het geïdentificeerd en gedoopt als UDFy-38135539, het oudste sterrenstelsel ooit waargenomen door telescopen op de grond.
Het waarneembare fotonenspoor van dit cluster, waarvan wordt aangenomen dat het meer dan 1.000 miljoen sterren herbergt, Het is 13.100 miljard jaar oud.. Dat betekent dat het pas 500 miljoen jaar na de oerknal is ontstaan, net nadat de eerste atoomdeeltjes zijn ontstaan.
Hoe ontstaan sterrenstelsels?
Lde vorming van sterrenstelsels het is eeuwenlang een mysterie geweest voor de mensheid – en decennialang voor moderne wetenschappers. In feite is er nog steeds enige onenigheid over hoe de geboorte van de eerste sterrenstelsels precies begon.
De waarheid is dat er een consensus is bereikt over de vaststelling dat sterrenstelsels zijn ontstaan uit de clusters van gassen in kosmische wolken, zodra het universum begon af te koelen na de oerknal.
Hoewel de meeste bekende sterrenstelsels rond dezelfde tijd zijn gevormd, zijn ze niet statisch.
Alle kosmische lichamen evolueren met het verstrijken van de tijd; muteren en bewegen, en deze dynamiek is een interessant discussiegebied geworden voor de astronomie.
Bovendien zouden deze theorieën ook verklaren welke omstandigheden en welk deel van het vormingsproces de soorten sterrenstelsels definieert die in elke singulariteit worden gevormd.
Kortom, er zijn hoofdzakelijk twee geaccepteerde theorieën die zouden kunnen: de vorming van sterrenstelsels en sterren verklaren.
Model #1 – Galactische Clusters
De meest algemeen aanvaarde theorie door de wetenschappelijke gemeenschap.
Het veronderstelt dat de vorming van sterrenstelsels en de lichamen die ze bevatten het directe resultaat waren van de ineenstorting van clusters van kosmische massa, die tot elkaar werden aangetrokken als gevolg van de oermassadichtheidsfluctuaties in het heelal.
Deze veranderingen in de dichtheidsverdeling zorgden ervoor dat de bestaande materie in dat stadium: ophopingen van kosmische gassen, tot elkaar werden aangetrokken totdat ze vormden superclusters van deeg in bepaalde delen van het universum.
De verschillende concentraties van materie binnen elk clustergebied maakten plaats voor de vorming van complexere (en compactere) lichamen die hiërarchisch zijn georganiseerd in: galactische clusters, sterrenstelsels, sterclusters en sterren.
Dit model zou perfect de reden verklaren voor de verspreiding van sterrenstelsels in geconcentreerde clusters en niet eenvoudigweg op een "normale" manier door de ruimte van het bekende universum verdeeld.
Model #2 – De protosterrenstelsels
De protosterrenstelsels of "primitieve sterrenstelsels", zoals ze ook wel worden genoemd, komen overeen met de eerste formaties van kosmische materie na de afkoelingsperiode van de oerknal.
Sommige theorieën over de oorsprong van sterrenstelsels gaan ervan uit dat de clusters van sterrenstelsels die vandaag waarneembaar zijn, zijn ontstaan als gevolg van de ineenstorting van massieve protosterrenstelsels ongeveer 500 miljoen jaar na de oerknal.
Deze theorie heeft de laatste tijd echter een aantal omkeringen ondergaan, aangezien moderne waarnemingen echt oude sterrenstelsels hebben geïdentificeerd (slechts 500 miljoen jaar na de oerknal gevormd), waardoor er een zeer kort tijdsbestek zou zijn waarin de vorming en ineenstorting mogelijk zou zijn. protosterrenstelsels.
Welke soorten sterrenstelsels zijn er?
De reden die definieert wat voor soort melkweg? hoe het wordt gevormd, blijft een mysterie en zal zeker zo blijven totdat we het volledig hebben ontcijferd oorsprong van sterrenstelsels
De waarheid is dat het onderzoek en de waarnemingen die sinds de tweede helft van de XNUMXe eeuw zijn gedaan, dankzij krachtige supertelescopen, ons in staat hebben gesteld de verschillende soorten sterrenstelsels die bestaan (of in ieder geval die we tot nu toe kennen).
Spiraalstelsels
Spiraalstelsels, zoals de onze (De melkweg) Ze zijn de meest voorkomende en ook de bekendste. In feite komt zijn vorm overeen met de grafiek van een sterrenstelsel die we gewoonlijk overal kunnen zien.
Er wordt aangenomen dat de vorming van soorten spiraalstelsels het kwam overeen met de ineenstorting van de gasvormige formaties abrupt en niet geleidelijk.
In de eerste fase van zijn geboorte agglomereert een cluster van superdichte materie, die overeenkomt met de kern van de melkweg, meestal gevormd door een concentratie van oude sterren, rond wiens zwaartekrachtveld de rest van de galactische massa draait.
Later zouden zich schijven vormen, die bestaan uit minder dichte sterren, planeten, asteroïden en kosmische wolkenlichamen.
Er wordt ook aangenomen dat een deel van de materie waaruit de galactische halo bestaat, wordt gevormd door de overblijfselen van "dwergstelsels” die in een baan om een hoger melkwegstelsel draaien en instorten, opgaand in het lichaam van het grotere.
Deze theorie komt voort uit de ontdekking van een klein sterrenstelsel dat rond onze Melkweg draait en dat langzaam door het onze zou kunnen worden "verslonden", totdat het volledig is opgenomen.
Spiraalstelsels worden gekenmerkt door:
- Ze hebben een formatieschijf met platte verlenging
- Zijn "armen" bestaan voornamelijk uit interstellair stof en jonge sterren.
- De kern of uitstulping bestaat uit grote groepen oude sterren met een lage metalliciteit.
- Men denkt dat de meeste spiraalstelsels een zwart gat in het midden van de uitstulping bevatten.
elliptische sterrenstelsels
recente waarnemingen van Hubble, suggereren dat de meeste elliptische sterrenstelsels zijn gevormd door de massale botsing en samensmelting van meerdere sterrenstelsels, die enorm in grootte, samenstelling en helderheid van elkaar verschillen.
Desondanks is waargenomen dat gigantische elliptische sterrenstelsels (de grootste in het waarneembare heelal tot nu toe) voornamelijk zijn samengesteld uit oude sterren met lage concentraties van metalliciteit.
In sommige van deze sterrenstelsels zijn echter jongere en kleinere sterren waargenomen, maar dit zou het product kunnen zijn van de botsing met andere sterrenstelsels.
Een ander veel voorkomend fysiek kenmerk van dit type melkwegstelsel is de lage accumulatie van kosmische gassen, waarschijnlijk uitgeput door de vorming van nieuwe sterren en planeten.
Er zijn twee soorten elliptische sterrenstelsels volgens de verdeling van hun massa in de ruimte:
vierkante elliptische sterrenstelsels, die over het algemeen overeenkomen met massieve sterrenstelsels.
Deze vertonen een grillige beweging tussen hun groepen sterren, zonder een duidelijk patroon ertussen.
Vierkante sterrenstelsels lijken ook geen hogere lichtconcentratie in hun kern te vertonen, zoals bij andere soorten sterrenstelsels, zoals spiralen, wel het geval is.
De tweede groep komt overeen met de schijfvormige elliptische sterrenstelsels, die een meer georganiseerde opstelling lijken te hebben en met veel hogere snelheden door de ruimte bewegen.
Deze sterrenstelsels bestaan uit kleinere, jongere sterren. Ze vertonen ook veel hogere helderheidsniveaus in hun kern, maar niet te veel.
Waar zijn sterren van gemaakt?
Stervorming verwijst niet alleen naar de oorsprong van sterren. Onderzoekers in de astronomie en astrofysica hebben ook uitgebreid gesproken over de samenstelling van sterren.
Dat wil zeggen, Waar zijn sterren van gemaakt?
Sterren bestaan voornamelijk uit gassen zoals: waterstof y Helio, en in mindere mate door andere elementen zoals zuurstof, stikstof, lithium, ijzer en koolstof.
Sterren zijn samengesteld uit verschillende chemische componenten, waarvan de variëteit en concentratie sterk verschilt van ster tot ster. Daarom zijn er verschillende soorten sterren: superreuzen, reuzen, subreuzen, dwergen, witte dwergen, enz.
De verdeling van de samenstelling van de sterren varieert volgens hun leeftijd, die op hun beurt hun grootte, kleur, helderheid en classificatie op onze schaal varieert.
De eerste stelling over de samenstelling van de hemellichamen in de ruimte werd aan het begin van de XNUMXe eeuw voorgesteld door Cecilia Payne-Gaposchkin.
De samenstelling van de sterren volgens Cecilia Payne-Gaposchkin
Het is indrukwekkend om na te denken over de juistheid van de conclusies die worden voorgesteld in het proefschrift van Cecilia Payne, als we kijken naar de onderzoeksinstrumenten die beschikbaar waren in het jaar 1925.
Als een merkwaardig feit was Cecilia de eerste persoon (man of vrouw) die de doctoraal in astrofysica Op de universiteit van harvard.
In zijn proefschrift suggereerde hij dat de sterren verzonnen zijn meestal waterstof, een ontdekking die destijds revolutionair was voor de astronomengemeenschap wereldwijd.
Zijn studie diende als een hoeksteen voor latere onderzoekers om het proefschrift aan te vullen en nieuwe elementen in de stellaire samenstelling te ontdekken.
Wat gebeurt er als een ster geen waterstof meer heeft?
De sterren zijn, zoals alles in het universum, niet eeuwig, ook al lijken ze dat wel te zijn.
De gemiddelde leeftijd van een ster als onze zon wordt geschat op ongeveer 10.000 miljard jaar. Momenteel heeft onze zon min of meer de helft van zijn levensduur verbruikt, dus sommige theoretici schatten dat hij tussen de 5.000 en 7.000 miljoen jaar heeft voordat hij instort.
Omdat de energie en helderheid ervan voortkomen uit kernfusies tussen waterstofkernen om heliumdeeltjes te vormen, is de nuttige levensduur beperkt en hangt deze af van de waterstoflading in zijn samenstelling, dat wil zeggen zijn brandstof.
Wanneer de waterstofconcentratie in een ster te laag wordt, stoppen fusies op het oppervlak ervan, waardoor de geconcentreerde energie niet vrijkomt.
De overdruk veroorzaakt door de niet-vrijgekomen waterstofdeeltjes zorgt voor een toename van de massa van de ster, waardoor deze verandert in een rode reus.
Wanneer de fusieprocessen aan het oppervlak uiteindelijk zijn uitgeput, wordt de druk op de kern van de ster buitensporig, waardoor deze samentrekt totdat deze implodeert door de compressie van zijn massa, waarna een afkoelingsproces begint dat nog een paar minuten zal duren. duizenden jaren, totdat het een witte dwergeen dode ster