Περί Ατόμων και Συμπάντων (#11): «Γαλαξίες: Οι κοσμικές δομές του Σύμπαντος»
(επιμέλεια: Φοίβος Δημητρίου)
(επιμέλεια: Φοίβος Δημητρίου)
Αν κάποια έναστρη νύχτα το καλοκαίρι, βρισκόμαστε έξω και παρατηρήσουμε τον ουρανό με ένα ισχυρό τηλεσκόπιο, θα εντοπίσουμε πολλά λαμπρά αντικείμενα τα οποία φαίνονται να είναι συμπυκνώσεις ύλης και αερίων. Αυτά τα εντυπωσιακά ουράνια αντικείμενα, τα οποία αποτελούνται από αστέρια, αστρικά σμήνη και μεσοαστρική ύλη (νεφελώματα), ονομάζονται «γαλαξίες». Είναι γνωστό ότι οι γαλαξίες αποτελούν τις νησίδες του Σύμπαντος. Η Γή, αλλά και ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα, αποτελεί ταπεινό μέλος ενός τέτοιου γιγαντιαίου αστρικού συστήματος, που το ονομάζουμε ο Γαλαξίας μας. Σε αυτό το άρθρο, θα ασχοληθούμε με το πώς σχηματίστηκαν αυτές οι «κοσμικές δομές», ποια είναι τα διάφορα είδη τους, καθώς επίσης και τι υπάρχει στο κέντρο τους.
Κατηγορίες γαλαξιών
Η ύπαρξη και άλλων γαλαξιών εκτός από τον δικό μας, δεν ήταν ανέκαθεν γνωστή. Το γεγονός αυτό ανακαλύφθηκε μόλις το 1924 από τον Edwin Powell Hubble (1889-1953), ο οποίος μετά από έναν χρόνο επίπονων αστρονομικών παρατηρήσεων κατόρθωσε να κατατάξει τους γαλαξίες σε τρεις μεγάλες κατηγορίες. Αυτές είναι:
1) Οι Ελλειπτικοί γαλαξίες: Το σχήμα τους είναι κυκλικό ή ελλειψοειδές.
2) Σπειροειδής γαλαξίες: Έχουν χαρακτηριστικό σπειροειδές σχήμα. Αυτό το είδος γαλαξιών χωρίζεται σε δύο υποκατηγορίες: τους σπειροειδής με πυρήνα σχεδόν κυκλικό, και τους σπειροειδής με πυρήνα σχήματος ράβδου.
3) Ανώμαλοι (ιδιόμορφοι) γαλαξίες: Αυτοί οι γαλαξίες δεν εμφανίζουν κανενός είδους συμμετρία.
Επίσης υπάρχουν και οι ειδικού τύπου γαλαξίες, που ονομάζονται ενεργοί γαλαξίες, με τους οποίους θα ασχοληθούμε σε μελλοντικό άρθρο.
1) Οι Ελλειπτικοί γαλαξίες: Το σχήμα τους είναι κυκλικό ή ελλειψοειδές.
2) Σπειροειδής γαλαξίες: Έχουν χαρακτηριστικό σπειροειδές σχήμα. Αυτό το είδος γαλαξιών χωρίζεται σε δύο υποκατηγορίες: τους σπειροειδής με πυρήνα σχεδόν κυκλικό, και τους σπειροειδής με πυρήνα σχήματος ράβδου.
3) Ανώμαλοι (ιδιόμορφοι) γαλαξίες: Αυτοί οι γαλαξίες δεν εμφανίζουν κανενός είδους συμμετρία.
Επίσης υπάρχουν και οι ειδικού τύπου γαλαξίες, που ονομάζονται ενεργοί γαλαξίες, με τους οποίους θα ασχοληθούμε σε μελλοντικό άρθρο.
Σχηματισμός γαλαξιών στις πρώτες φάσεις της ζωής του Σύμπαντος
Όπως είχαμε αναφέρει σε προηγούμενο άρθρο, περίπου 380.000 έτη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη εμφανίστηκαν τα πρώτα πυκνώματα στην ύλη, τα οποία στην συνέχεια οδήγησαν σε τοπικές συμπυκνώσεις, λόγω της βαρύτητας, σχηματίζοντας νεφελώματα αερίων, που στο πέρασμα του χρόνου, γίνονταν πυκνότερα. Τα πυκνά αυτά νεφελώματα, έγιναν οι χώροι να δημιουργηθούν αστέρια και στη συνέχεια γαλαξίες. Η επικρατέστερη θεωρία, που ενισχύεται από τις παρατηρήσεις του Hubble Space Telescope, είναι ότι οι γαλαξίες προήλθαν από τη συγχώνευση αρκετών πυκνών και θερμών νεφελωμάτων αερίων υδρογόνου και ηλίου, που κατά πάσα πιθανότητα άρχισε να συντελείται ένα περίπου δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αξίζει να σημειωθεί, όμως, ότι ακόμα δεν έχει δοθεί σαφής απάντηση πώς και πότε δημιουργήθηκαν αυτά τα νεφελώματα αερίων και ποιες ήταν οι δυνάμεις που τα οδήγησαν σ’ αυτήν τη συγχώνευση, έτσι ώστε να προκύψουν αυτοί ακριβώς οι γαλαξίες που παρατηρούμε σήμερα. Άρα, ακόμα και σήμερα, η κατανόηση των μηχανισμών δημιουργίας των γαλαξιών είναι μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της σύγχρονης Αστροφυσικής.
Το «τέρας» που «κρύβεται» στο κέντρο ενός γαλαξία
Όπως πιστεύουμε σήμερα, στα περισσότερα κέντρα των γαλαξιών (χωρίς να εξαιρείται το κέντρο του δικού μας), «κρύβεται» μια δίνη που μέσα της στροβιλίζεται ύλη χιλιάδων μαζών σαν τον Ήλιο μας. Αυτή η θεωρία, προκύπτει από σύγχρονες αστρονομικές παρατηρήσεις προς τη κατεύθυνση του κέντρου του Γαλαξία μας. Το πρόβλημα όμως, εστιάζεται στο γεγονός ότι είναι αδύνατον να εγκλωβιστεί μια τόσο μεγάλη μάζα σ’ έναν πολύ περιορισμένο χρόνο (όπως έδειξαν οι παρατηρήσεις), αν στη περιοχή αυτή δεν υπάρχει ένα τεράστιο βαρυτικό πεδίο που να την έλκει. Επομένως, υποθέτουμε σήμερα ότι ίσως υπάρχει μια μαζικότατη μαύρη τρύπα στον πυρήνα του Γαλαξία, αφού είναι το μοναδικό αντικείμενο που δημιουργεί τεράστιο βαρυτικό πεδίο σε πολύ μικρό χώρο. Αντίστοιχα, θεωρούμε ότι και στα κέντρα άλλων γαλαξιών, πιθανότατα να υπάρχουν μαύρες τρύπες πολύ μεγάλης μάζας.
Πηγή Άρθρου: «Το Σύμπαν που αγάπησα - Εισαγωγή στην Αστροφυσική», Τόμος Β’
Συγγραφείς: Μάνος Δανέζης, Στράτος Θεοδοσίου.
Συγγραφείς: Μάνος Δανέζης, Στράτος Θεοδοσίου.