Skaidrā naktī nakts debesīs varat izcelt Piena ceļa joslu. Gadu tūkstošiem astronomi uz to raudzījās ar bažām, lēnām saprotot, ka mūsu saule ir tikai viena no miljardiem zvaigžņu galaktikā. Laika gaitā, uzlabojoties mūsu instrumentiem un metodēm, mēs sapratām, ka pats Piena ceļš ir tikai viena no miljardiem galaktiku, kas veido Visumu.
Pateicoties relativitātes un gaismas ātruma atklāšanai, mēs esam arī sapratuši, ka, skatoties telpā, mēs arī skatāmies atpakaļ laikā. Redzot objektu, kas atrodas 1 miljarda gaismas gadu attālumā, mēs redzam arī to, kā šis objekts izskatījās pirms miljarda gadu. Šis “laika mašīnas” efekts ļāva astronomiem izpētīt, kā radās galaktikas (t.i., galaktikas evolūcija).
Procesu, kurā veidojas un attīstās galaktikas, raksturo stabila izaugsme laika gaitā, kas sākās neilgi pēc Lielā sprādziena. Šis process un galaktiku liktenis joprojām ir intensīvas aizraušanās objekts, un tas joprojām ir pilns ar noslēpumiem.
Galaktikas veidošanās:
Pašreizējā zinātniskā vienprātība ir tāda, ka visa matērija Visumā tika radīta aptuveni pirms 13,8 miljardiem gadu notikuma, kas pazīstams kā Lielais sprādziens, laikā. Šajā laikā visa matērija tika sablīvēta ļoti mazā bumbiņā ar bezgalīgu blīvumu un intensīvu karstumu, ko sauca par Singularity. Pēkšņi sāka paplašināties singularitāte, un sākās Visums, kā mēs to zinām.
Pēc straujas paplašināšanās un atdzišanas visas vielas sadalījums bija gandrīz vienāds. Sekojošo vairāku miljardu gadu laikā nedaudz blīvākie Visuma reģioni sāka gravitācijas ceļā pievilkties viens otram. Tāpēc tie kļuva vēl blīvāki, veidojot gāzes mākoņus un lielus vielas salipumus.
Šie salipumi kļuva par pirmatnējām galaktikām, jo ūdeņraža gāzu mākoņi protogalaktikās gravitācijas sabrukumu piedzīvoja, lai kļūtu par pirmajām zvaigznēm. Daži no šiem agrīnajiem objektiem bija mazi un kļuva par sīkām punduru galaktikām, bet citi bija daudz lielāki un kļuva par pazīstamām spirāles formām, piemēram, mūsu Piena Ceļam.
Galaktiskās apvienošanās:
Pēc veidošanās šīs galaktikas kopā attīstījās lielākās galaktiku struktūrās, ko sauc par grupām, kopām un superklasteriem. Laika gaitā galaktikas viena ar otru pievilināja ar sava gravitācijas spēka palīdzību un saplūda vairākās apvienošanās sērijās. Šo apvienošanos iznākums ir atkarīgs no galaktiku masas sadursmē.
Mazas galaktikas tiek sadalītas lielākās galaktikās un tiek pievienotas lielāku galaktiku masai. Mūsu pašu Piena ceļš nesen apņēma dažas punduru galaktikas, pārvēršot tās zvaigžņu straumēs, kas riņķo ap galaktikas kodolu. Bet, kad kopā sanāk lielas, līdzīga izmēra galaktikas, tās kļūst par milzu elipsveida galaktikām.
Kad tas notiek, smalkā spirāles struktūra tiek zaudēta, un apvienotās galaktikas kļūst lielas un eliptiskas. Eliptiskās galaktikas ir dažas no lielākajām galaktikām, kādas jebkad novērotas. Citas šo apvienošanās sekas ir tādas, ka supermasīvie melnie caurumi (SMBH) to centros kļūst vēl lielāki.
Ņemiet vērā, ka ne visas apvienošanās radīs eliptiskas galaktikas. Bet visu apvienošanos rezultātā mainās sapludināto galaktiku struktūra. Piemēram, tiek uzskatīts, ka Piena ceļš piedzīvo nelielu apvienošanās notikumu ar blakus esošajiem Magelanas mākoņiem; un pēdējos gados ir noteikts, ka Canis Major punduru galaktika ir apvienojusies ar mūsu pašu.
Kaut arī apvienošanās tiek uzskatīta par vardarbīgu notikumu, nav sagaidāms, ka notiek faktiska sadursme starp zvaigžņu sistēmām, ņemot vērā milzīgo attālumu starp zvaigznēm. Tomēr apvienošanās var izraisīt gravitācijas triecienviļņus, kas var izraisīt jaunu zvaigžņu veidošanos. Paredzams, ka tas notiks, kad mūsu pašu Piena ceļa galaktika aptuveni 4 miljardu gadu laikā saplūdīs ar Andromedas galaktiku.
Galaktiskā nāve:
Galu galā galaktikas vairs neveido zvaigznes, tiklīdz tās zaudē auksto gāzu un putekļu daudzumu. Tā kā piegāde beidzas, zvaigžņu veidošanās palēninās miljardu gadu laikā, līdz tā pilnībā izbeidzas. Tomēr notiekošā apvienošanās nodrošinās, ka vecās galaktikās tiks nogulsnētas svaigas zvaigznes, gāze un putekļi, tādējādi pagarinot to dzīvi.
Pašlaik tiek uzskatīts, ka mūsu galaktika ir iztērējusi lielāko daļu sava ūdeņraža, un zvaigžņu veidošanās palēnināsies, līdz apgāde tiek iztērēta. Tādas zvaigznes kā mūsu saule var ilgt tikai apmēram 10 miljardus gadu; bet mazākie, stilīgākie sarkanie punduri var ilgt dažus triljonus gadu. Tomēr, pateicoties punduru galaktiku klātbūtnei un gaidāmajai apvienošanai ar Andromeda, mūsu galaktika varētu pastāvēt vēl ilgāk.
Tomēr visas galaktikas, kas atrodas šajā Visuma tuvumā, galu galā tiks gravitācijas ziņā saistītas viena ar otru un saplūdīs milzu elipsveida galaktikā. Astronomi ir redzējuši šāda veida “fosilās galaktikas”, no kurām laba ir Mesjē 49 - supermasīvā elipsveida galaktika.
Šīs galaktikas ir iztērējušas visas savas zvaigžņu veidojošās gāzes rezerves, un viss, kas palicis, ir ilgstošākas zvaigznes. Galu galā milzīgā laika posmā šīs zvaigznes mirgos viena pēc otras, līdz visa lieta ir Visuma fona temperatūra.
Pēc tam, kad mūsu galaktika saplūst ar Andromedu un turpinās apvienoties ar visām citām vietējās grupas tuvumā esošajām galaktikām, mēs varam sagaidīt, ka arī tā pārdzīvos līdzīgu likteni. Tātad galaktiku evolūcija notiek miljardu gadu laikā, un tā tas notiks arī pārskatāmā nākotnē.
Mēs esam uzrakstījuši daudzus rakstus par galaktikām žurnālam Space. Lūk, Kas ir Piena Ceļš ?, Kā izveidojās Piena Ceļš ?, Kas notiek, kad Galaktikas saduras ?, Kas notiek, kad galaktikas nomirst?
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par galaktikām, skatiet Habblesite jaunumu paziņojumus par galaktikām un šeit ir NASA Zinātnes lapa par galaktikām.
Mēs esam ierakstījuši arī astronomijas dalībnieku epizodi par galaktikām - epizode 97: galaktikas.
Avoti:
- Kornellas universitātes astronomijas katedra - veidošanās un evolūcija
- Wikipedia - galaktiku veidošanās un evolūcija
- SKA - kā attīstās galaktikas?
