Za jasné noci můžete na noční obloze rozeznat skupinu Mléčná dráha. Po tisíciletí se na to astronomové dívali s úžasem a pomalu si uvědomovali, že naše Slunce je v galaxii jen jednou z miliard hvězd. S postupem času se naše nástroje a metody zlepšovaly, když jsme si uvědomili, že samotná Mléčná dráha je pouze jednou z miliard galaxií, které tvoří vesmír.
Díky objevu relativity a rychlosti světla jsme také pochopili, že když se díváme vesmírem, vracíme se také zpět v čase. Když uvidíme objekt vzdálený 1 miliardu světelných let, vidíme také, jak tento objekt vypadal před 1 miliardou let. Tento efekt „stroj času“ umožnil astronomům studovat, jak vznikly galaxie (tj. Galaktický vývoj).
Proces, ve kterém se galaxie vytvářejí a vyvíjejí, je charakterizován stabilním růstem v čase, který začal krátce po Velkém třesku. Tento proces a případný osud galaxií zůstávají předmětem intenzivní fascinace a stále jsou plné svého podílu záhad.
Formace galaxie:
Současný vědecký konsenzus je takový, že veškerá hmota ve vesmíru byla vytvořena zhruba před 13,8 miliardami let během události známé jako Velký třesk. V tu dobu byla veškerá hmota zhutněna do velmi malé koule s nekonečnou hustotou a intenzivním žárem zvaným Singularity. Najednou se Singularita začala rozšiřovat a vesmír, jak ho známe, začal.
Po rychlém rozšíření a ochlazení byla veškerá hmota v distribuci téměř stejnoměrná. Během několika miliard let, které následovaly, se mírně hustší oblasti vesmíru začaly přitahovat k sobě gravitačním přitahováním. Proto rostli ještě hustěji a vytvářeli plynové mraky a velké shluky hmoty.
Tyto shluky se staly prapůvodními galaxiemi, protože mraky plynného vodíku v proto-galaxiích prošly gravitačním zhroucením, aby se staly prvními hvězdami. Některé z těchto raných objektů byly malé a staly se drobnými trpasličími galaxiemi, zatímco jiné byly mnohem větší a staly se známými spirálovými tvary, jako je naše vlastní Mléčná dráha.
Galaktické fúze:
Jakmile se formovaly, tyto galaxie se vyvinuly společně ve větších galaktických strukturách nazývaných skupiny, shluky a superklastry. V průběhu času byly galaxie přitahovány k sobě silou své gravitace a srazily se spolu v řadě fúzí. Výsledek těchto fúzí závisí na množství galaxií v kolizi.
Malé galaxie jsou roztrženy většími galaxiemi a přidány k hmotnosti větších galaxií. Naše vlastní Mléčná dráha nedávno pozřela několik trpasličích galaxií a proměnila je v proudy hvězd, které obíhají kolem galaktického jádra. Když se však spojí velké galaxie podobné velikosti, stanou se obrovskými eliptickými galaxiemi.
Když k tomu dojde, jemná spirální struktura se ztratí a sloučené galaxie se stanou velkými a eliptickými. Eliptické galaxie jsou některé z největších pozorovaných galaxií. Dalším důsledkem těchto fúzí je, že supermasivní černé díry (SMBH) v jejich centrech se ještě zvětší.
Ne všechny fúze povedou k eliptickým galaxiím. Výsledkem všech fúzí je změna struktury sloučených galaxií. Například se má za to, že Mléčná dráha zažívá menší fúzní událost s blízkými Magellanovými mračny; a v posledních letech bylo rozhodnuto, že se trpasličí galaxie Canis Major sloučila s naší vlastní.
Zatímco fúze jsou považovány za násilné události, neočekává se, že ke skutečným kolizím dojde mezi hvězdnými systémy, vzhledem k velké vzdálenosti mezi hvězdami. Sloučení však může mít za následek gravitační rázové vlny, které jsou schopny vyvolat vznik nových hvězd. Předpokládá se, že k tomu dojde, když se naše vlastní galaxie Mléčná dráha spojí s galaxií Andromeda za přibližně 4 miliardy let.
Galaktická smrt:
Nakonec galaxie přestanou tvořit hvězdy, jakmile vyčerpají zásobu studeného plynu a prachu. Když dojde dodávka, tvorba hvězd zpomaluje v průběhu miliard let, dokud úplně nezmizí. Probíhající fúze však zajistí, že čerstvé hvězdy, plyn a prach budou uloženy ve starších galaxiích, čímž se prodlouží jejich životnost.
V současné době se věří, že naše galaxie spotřebovala většinu svého vodíku a tvorba hvězd se zpomalí, dokud nedojde k vyčerpání zásoby. Hvězdy jako naše Slunce mohou trvat pouze asi 10 miliard let; ale nejmenší, nejchladnější červení trpaslíci mohou trvat několik bilionů let. Díky přítomnosti trpasličích galaxií a naší blížící se fúzi s Andromedou však naše galaxie mohla existovat ještě déle.
Všechny galaxie v této blízkosti vesmíru se však nakonec stanou gravitačně vázanými na sebe a sloučí se do obří eliptické galaxie. Astronomové viděli příklady takových druhů „fosilních galaxií“, z nichž je dobrým Messier 49 - superhmotná eliptická galaxie.
Tyto galaxie vyčerpaly všechny své zásoby plynu vytvářejícího hvězdy a vše, co zbylo, jsou déle trvající hvězdy. Nakonec tyto hvězdy v průběhu dlouhých časů vymrští jednu po druhé, dokud celou věcí nebude teplota pozadí vesmíru.
Poté, co se naše galaxie sloučí s Andromedou a pokračuje se v sloučení se všemi ostatními blízkými galaxiemi v místní skupině, můžeme očekávat, že i ona podstoupí podobný osud. A tak se vývoj galaxií odehrává v průběhu miliard let a bude pokračovat i v dohledné budoucnosti.
Napsali jsme mnoho článků o galaxiích pro časopis Space Space. Zde je Co je Mléčná dráha ?, Jak vznikla Mléčná dráha?
Pokud byste chtěli získat více informací o galaxiích, podívejte se na Hubblesite's News Releases on Galaxies a na vědeckou stránku NASA o galaxiích.
Také jsme zaznamenali epizodu obsazení astronomického obsazení o galaxiích - epizoda 97: galaxie.
Zdroje:
- Cornell University Katedra astronomie - formace a evoluce
- Wikipedia - Galaxy formace a evoluce
- SKA - Jak se vyvíjejí galaxie?
