Galaktyki nieregularne: tajemnice wszechświata o dziwnych kształtach

NASA/JPL-Caltech/STScI/CXC/UofA/ESA/AURA/JHU / domena publiczna

Słowo „galaktyka” przywodzi na myśl obrazy droga Mleczna a może Galaktyka Andromedy , ze spiralnymi ramionami i centralnymi wybrzuszeniami. Te galaktyki spiralne tak ludzie wyobrażają sobie, jak wyglądają wszystkie galaktyki. Jednak we wszechświecie jest wiele rodzajów galaktyk i nie wszystkie są spiralne. Co prawda żyjemy w galaktyce spiralnej, ale są też eliptyczne (zaokrąglone bez ramion spiralnych) i soczewkowate (rodzaj cygara). Istnieje inny zestaw galaktyk, które są raczej bezkształtne, niekoniecznie mają ramiona spiralne, ale mają wiele miejsc, w których powstają gwiazdy. Te dziwne, niewyraźne galaktyki nazywane są 'nieregularnymi' galaktykami. Czasami łączą się one z tak zwanymi 'osobliwymi' galaktykami ze względu na ich nietypowe kształty lub inne cechy.

Najgłębszy widok kosmosu z Teleskopu Kosmicznego Hubble'a. Na tym zdjęciu są setki galaktyk o różnych kształtach i rozmiarach. NASA/ESA/STScI

Aż jedna czwarta znanych galaktyk jest nieregularna. Bez spiralnych ramion i centralnego wybrzuszenia, wizualnie nie mają wiele wspólnego z spiralą lub galaktyki eliptyczne . Mają jednak przynajmniej pewne cechy wspólne ze spiralami. Po pierwsze, wiele z nich ma miejsca aktywnego formowania się gwiazd. Niektórzy mogą nawet mieć czarne dziury w ich sercach.

Formacja nieregularnych galaktyk

Jak więc powstają nieregularności? Wydaje się, że powstają one zazwyczaj w wyniku oddziaływań grawitacyjnych i łączenia się innych galaktyk. Większość, jeśli nie wszyscy, rozpoczęli życie jako inny typ galaktyki. Następnie w wyniku interakcji ze sobą uległy zniekształceniu i utraciły część, jeśli nie całość swojego kształtu i cech.

Kosmiczny Teleskop Hubble'a przyjrzał się parze zderzających się galaktyk, które plączą się podczas interakcji. NASA/ESA/STScI

Niektóre mogły powstać po prostu przechodząc w pobliżu innej galaktyki. Przyciąganie grawitacyjne drugiej galaktyki pociągałoby ją za sobą i zniekształcało jej kształt. Stanie się to szczególnie, jeśli przejdą w pobliżu większych galaktyk. To prawdopodobnie stało się z Obłoki Magellana , mniejsi towarzysze Drogi Mlecznej. Wygląda na to, że kiedyś były to małe, poprzeczne spirale. Ze względu na bliskość naszej galaktyki zostały zniekształcone przez oddziaływania grawitacyjne w ich obecne niezwykłe kształty.

Wielki Obłok Magellana (w środku po lewej) i Mały Obłok Magellana (górny środek) nad Obserwatorium Paranal w Chile. Europejskie Obserwatorium Południowe

Wydaje się, że inne nieregularne galaktyki powstały w wyniku łączenia się galaktyk. Za kilka miliardów lat Droga Mleczna połącz się z galaktyką Andromedy . W początkowym okresie zderzenia, nowo utworzona galaktyka (która jest nazywana „Mleczkodromeda”) może wyglądać na nieregularną, ponieważ grawitacja każdej galaktyki przyciąga drugą i rozciąga je jak toffi. Następnie, po miliardach lat, mogą w końcu utworzyć galaktykę eliptyczną.

To zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA/ESA pokazuje masywną galaktykę eliptyczną Messier 60 (zwaną również M60 lub NGC 4649). NASA/ESA/STScI

Niektórzy badacze podejrzewają, że duże nieregularne galaktyki są etapem pośrednim między połączeniem galaktyk spiralnych o podobnej wielkości a ich ostatecznymi formami jako galaktyki eliptyczne. Najbardziej prawdopodobnym scenariuszem jest to, że dwie spirale albo mieszają się ze sobą, albo po prostu przechodzą bardzo blisko siebie, co powoduje zmiany u obojga partnerów w „galaktycznym tańcu”.

Istnieje również niewielka populacja nieregularnych, które nie pasują do innych kategorii. Są to tak zwane nieregularne galaktyki karłowate. Wyglądają też bardzo podobnie do niektórych galaktyk, ponieważ istniały na początku historii wszechświata, bez określonego kształtu i wyglądając bardziej jak „strzęp” galaktyki. Czy to oznacza, że ​​obserwowane dzisiaj nieregularności bardziej przypominają wczesne galaktyki? A może jest jakaś inna ścieżka ewolucyjna, którą obierają? Jury nadal nie zajmuje się tymi pytaniami, ponieważ astronomowie nadal je badają i porównują młodsze z tymi, które widzą, które istniały wiele miliardów lat temu.

Rodzaje galaktyk nieregularnych

Galaktyki nieregularne mają różne kształty i rozmiary. Nie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę, że mogły zacząć jako galaktyki spiralne lub eliptyczne i po prostu zniekształcone przez połączenie dwóch lub więcej galaktyk lub być może przez pobliskie zniekształcenia grawitacyjne z innej galaktyki.

Jednak galaktyki nieregularne nadal mogą należeć do wielu podtypów. Rozróżnienia są zwykle związane z ich kształtem i cechami lub ich brakiem oraz z ich wielkością.

Galaktyki nieregularne, zwłaszcza karły, wciąż nie są dobrze poznane. Jak już wspomnieliśmy, ich powstawanie jest sednem problemu, zwłaszcza gdy porównujemy stare (odległe) galaktyki nieregularne z nowszymi (bliższymi).

Podtypy nieregularne

Galaktyki nieregularne I (Irr I) : Pierwszy podtyp galaktyk nieregularnych jest znany jako galaktyki Irr-I (w skrócie Irr I) i charakteryzuje się pewną strukturą, ale niewystarczającą do sklasyfikowania go jako galaktyki spiralne lub eliptyczne (lub jakikolwiek inny typ). Niektóre katalogi dzielą ten podtyp jeszcze bardziej na te, które wykazują cechy spiralne (Sm) - lub cechy spiralne z poprzeczką (SBm) - oraz te, które mają strukturę, ale nie strukturę związaną z galaktykami spiralnymi, takie jak zgrubienie centralne lub cechy ramion . Są one zatem określane jako nieregularne galaktyki „ja”.

Galaktyki nieregularne II (Irr II) : Drugi rodzaj nieregularnej galaktyki nie ma żadnej cechy. Kiedy powstały w wyniku oddziaływania grawitacyjnego, siły pływowe były wystarczająco silne, aby wyeliminować wszystkie zidentyfikowane struktury tego, jakiego typu galaktyki mogły być wcześniej.

Nieregularne galaktyki karłowate : Ostatnim typem nieregularnej galaktyki jest wspomniana powyżej nieregularna galaktyka karłowata. Jak sama nazwa wskazuje, galaktyki te są mniejszymi wersjami dwóch wymienionych powyżej podtypów. Niektóre z nich zawierają strukturę (dIrrs I), podczas gdy inne nie mają śladu takich cech (dIrrs II). Nie ma oficjalnego odcięcia, jeśli chodzi o wielkość, tego, co stanowi „normalną” galaktykę nieregularną, a co jest karłem. Jednakże galaktyki karłowate mają tendencję do niskiej metaliczności (oznacza to, że są to głównie wodór, z niewielką ilością cięższych pierwiastków). Mogą też powstawać w inny sposób niż galaktyki nieregularne o normalnej wielkości. Jednak niektóre galaktyki obecnie sklasyfikowane jako nieregularne karłowate to po prostu małe galaktyki spiralne, które zostały zniekształcone przez znacznie większą pobliską galaktykę.

Edytowane i aktualizowane przezCarolyn Collins Petersen.