Οι ευαίσθητοι γαλαξίες είναι οι ήσυχες, σκονισμένες αστρικές πόλεις

Υπάρχουν πολλοί τύποι γαλαξιών στο σύμπαν. Οι αστρονόμοι τείνουν να ταξινομούν πρώτα τους από τα σχήματα τους: σπειροειδή, ελλειπτικά, φακοειδή και ακανόνιστα. Ζούμε σε έναν σπειροειδή γαλαξία και μπορούμε να δούμε άλλους από το πλεονέκτημά μας στη Γη. Μια έρευνα για τους γαλαξίες σε συστάδες όπως το σύμπλεγμα Παρθένος δείχνει μια εκπληκτική ποικιλία διαφορετικών σχημάτων γαλαξιών. Τα μεγάλα ερωτήματα που θέτουν οι αστρονόμοι που μελετούν αυτά τα αντικείμενα είναι: πώς σχηματίζονται και τι είναι στην εξέλιξή τους που επηρεάζει τα σχήματα τους;

Πολύπλευρη τους γαλαξίες είναι μάλλον ανεπαρκώς κατανοητά μέλη του ζωολογικού κήπου γαλαξίας. Είναι παρόμοια με μερικούς τρόπους και με τους δύο σπειροειδείς γαλαξίες και ελλειπτικοί γαλαξίες αλλά πιστεύεται πραγματικά ότι είναι ένα είδος μεταβατικής γαλαξιακής μορφής.

Για παράδειγμα, οι φακοί φακοί φαίνονται να είναι σαν ένας γαλαξίας σπειροειδούς εξασθένισης. Ωστόσο, μερικά από τα άλλα χαρακτηριστικά τους, όπως και η σύνθεσή τους, ευθυγραμμίζονται περισσότερο με τους ελλειπτικούς γαλαξίες. Έτσι, είναι πολύ πιθανό να είναι δικοί τους, μοναδικοί τύποι γαλαξιών.

Οι φακοί γαλαξίες έχουν γενικά επίπεδες μορφές δίσκου. Ωστόσο, σε αντίθεση με τους σπειροειδείς γαλαξίες, στερούνται τα διακριτικά όπλα που συνήθως τυλίγονται γύρω από την κεντρική διόγκωση. (Αν και, όπως και οι σπειροειδείς και οι ελλειπτικοί γαλαξίες, μπορούν να έχουν μια δομή ράβδων που διέρχεται από τους πυρήνες τους.)

Για το λόγο αυτό, οι φακοειδείς γαλαξίες μπορεί να είναι δύσκολο να ξεχωρίζουν από τα ελλειπτικά, εάν φαίνονται με το πρόσωπό τους. Μόνο όταν τουλάχιστον ένα μικρό κομμάτι της άκρης είναι προφανές μπορούν οι αστρονόμοι να πουν ότι ένα φακοειδές σώμα διακρίνεται από άλλες σπείρες. Παρόλο που μια φακοειδή έχει κεντρική διόγκωση παρόμοια με αυτή των σπειροειδών γαλαξιών, μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερη.

Κρίνοντας από το αστέρια και την περιεκτικότητα σε αέριο ενός φακοειδούς γαλαξία, είναι πολύ πιο παρόμοια με έναν ελλειπτικό γαλαξία. Αυτό συμβαίνει επειδή και οι δύο τύποι έχουν ως επί το πλείστον παλιά, κόκκινα αστέρια με πολύ λίγα αστέρια. Αυτή είναι μια ένδειξη ότι ο σχηματισμός των αστεριών έχει επιβραδυνθεί σημαντικά ή δεν υπάρχει στα φακοειδή και τα ελλειπτικά. Οι φακοί έχουν συνήθως περισσότερη περιεκτικότητα σε σκόνη από τα ελλειπτικά, ωστόσο.

Τον 20ο αιώνα, ο αστρονόμος Edwin Hubble θέσαμε να προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες. Δημιούργησε αυτό που είναι γνωστό ως "Ακολουθία Hubble" - ή γραφικά, το Διαγραμματικό διάγραμμα διανομής του σωλήνα Hubble, που έβαλαν τους γαλαξίες σε ένα σχήμα ρύθμισης-πιρούνι με βάση τα σχήματα τους. Φαντάστηκε ότι οι γαλαξίες ξεκίνησαν ως ελλειπτικά, τέλεια κυκλικά ή σχεδόν έτσι.

Τότε, με την πάροδο του χρόνου, σκέφτηκε ότι η περιστροφή τους θα τους έκανε να ξεχωρίσουν. Τελικά, αυτό θα οδηγούσε στη δημιουργία σπειροειδών γαλαξιών (ένας βραχίονας του πιρουνιού) ή σε σπειροειδείς γαλαξίες (ο άλλος βραχίονας του πιρουνιού).

Στη μετάβαση, όπου θα συναντούσαν οι τρεις βραχίονες του πιρουνιού, υπήρχαν οι φακοί γαλαξίες. όχι αρκετά ελλειπτικά, όχι αρκετά σπειροειδή ή στρεφόμενα σπείρες. Επισήμως, ταξινομούνται ως γαλαξίες S0 στην ακολουθία Hubble. Αποδείχθηκε ότι η αρχική ακολουθία του Hubble δεν συμπίπτει με τα δεδομένα που έχουμε σήμερα για τους γαλαξίες, αλλά το διάγραμμα εξακολουθεί να είναι πολύ χρήσιμο για την ταξινόμηση των γαλαξιών από τα σχήματα τους.

Το πρωτοποριακό έργο των Hubble σχετικά με τους γαλαξίες μπορεί να έχει επηρεάσει τουλάχιστον μία από τις θεωρίες σχηματισμού φακών. Ουσιαστικά, πρότεινε ότι οι φακοειδείς γαλαξίες εξελίχθηκαν από ελλειπτικούς γαλαξίες ως μετάβαση ένας σπειροειδής (ή φραγμένος σπειροειδής) γαλαξίας, αλλά μια τρέχουσα θεωρία υποδηλώνει ότι θα μπορούσε να είναι ο άλλος τρόπος περίπου.

Δεδομένου ότι οι φακοί φακοί έχουν μορφές δίσκου με κεντρικές εξογκώματα αλλά δεν έχουν διακριτικούς βραχίονες, είναι πιθανό ότι είναι απλώς παλιοί, ξεθωριασμένοι σπειροειδείς γαλαξίες. Η παρουσία πολλών σκόνης, αλλά όχι πολύ αέριο δείχνει ότι αυτοί είναι το οποίο φαίνεται να επιβεβαιώνει αυτήν την υποψία.

Αλλά υπάρχει ένα σημαντικό πρόβλημα: οι φακοί γαλαξίες είναι, κατά μέσον όρο, πολύ φωτεινότεροι από τους σπειροειδείς γαλαξίες. Εάν ήταν αληθινά ξεθωριασμένοι σπειροειδείς γαλαξίες, θα περίμενε κανείς να είναι πιο αθόρυβοι, όχι φωτεινότεροι.

Έτσι, ως εναλλακτική λύση, ορισμένοι αστρονόμοι προτείνουν τώρα ότι οι φακοί γαλαξίες είναι το αποτέλεσμα συγχωνεύσεων μεταξύ δύο παλαιών, σπειροειδών γαλαξιών. Αυτό θα εξηγούσε τη δομή του δίσκου και την έλλειψη ελεύθερου αερίου. Επίσης, με τη συνδυασμένη μάζα δύο γαλαξιών, θα εξηγηθεί η υψηλότερη φωτεινότητα της επιφάνειας.

Αυτή η θεωρία χρειάζεται ακόμα κάποια εργασία για την επίλυση ορισμένων ζητημάτων. Για παράδειγμα, προσομοιώσεις υπολογιστών που βασίζονται σε παρατηρήσεις γαλαξιών καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής τους υποδηλώνουν ότι οι περιστροφικές κινήσεις των γαλαξιών θα ήταν παρόμοιες με αυτές των φυσιολογικών σπειροειδών γαλαξιών. Ωστόσο, αυτό δεν είναι γενικά αυτό που παρατηρείται στους φακούς του φακού. Έτσι, οι αστρονόμοι εργάζονται για να καταλάβουν γιατί υπάρχει διαφορά στις περιστροφικές κινήσεις μεταξύ των τύπων γαλαξιών. Η διαπίστωση αυτή στηρίζει πράγματι την ξεθωριασμένη σπείρα θεωρία. Έτσι, η τρέχουσα κατανόηση των φακοειδών είναι ακόμα ένα έργο σε εξέλιξη. Καθώς οι αστρονόμοι παρατηρούν περισσότερους από αυτούς τους γαλαξίες, τα πρόσθετα δεδομένα θα βοηθήσουν στην επίλυση των ερωτήσεων σχετικά με το πού βρίσκονται στην ιεραρχία των μορφών των γαλαξιών.

• Οι φακοί γαλαξίες είναι ένα ξεχωριστό σχήμα που φαίνεται να είναι κάπου μεταξύ σπειροειδούς και ελλειπτικού.
• Οι περισσότεροι φακοί έχουν κεντρικές εξογκώματα και φαίνεται να έχουν διαφορές στις περιστροφικές τους ενέργειες από άλλους γαλαξίες.
• Οι φακοί μπορεί να σχηματίζονται όταν συγχωνευτούν οι σπειροειδείς γαλαξίες. Αυτή η ενέργεια θα αποτελούσε τους δίσκους που φαίνονται στους φακούς και επίσης οι κεντρικές εξογκώματα.

• "Πώς να φτιάξετε φακούς γαλαξίας". Φύση Νέα, Nature Publishing Group, 27 Aug. 2017, www.nature.com/articles/d41586-017-02855-1.
• [email protected]. "Ο Πιρούνι Ρύθμισης Hubble - Ταξινόμηση των γαλαξιών". Www.spacetelescope.org, www.spacetelescope.org/images/heic9902o/.
• "Πολύπλευροι γαλαξίες και το περιβάλλον τους". Η Astrophysical Journal, 2009, τόμος 702, αρ. 2, http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/702/2/1502/meta

Επεξεργάστηκε από Carolyn Collins Petersen.