heelal

Figuur 1. Het prachtige lenticulaire sterrenstelsel bekend als het M104 Hat Galaxy in het sterrenbeeld van Maagd, op 29.35 miljoen jaar weg, gezien met de Hubble-telescoop. Bron: Wikimedia Commons

Wat is een sterrenstelsel?

A heelal Het is een conglomeraat van astronomische objecten en materie, zoals gas- en stofwolken, miljard sterren, nevels, planeten, asteroïden, kometen, zwarte gaten en zelfs veel donkere materie, allemaal gestructureerd dankzij de zwaartekracht.

Ons zonnestelsel maakt deel uit van een groot spiraalvormig sterrenstelsel Melkweg. Deze naam afgeleid van het Grieks kan worden vertaald als een "melkpad", vanwege de gelijkenis met een pentual verlichte band die de hemelse sfeer kruist. 

Op de duidelijke zomeravonden kan het zeer goed worden waargenomen tussen de sterrenbeelden van Scorpion en Boogtarius, omdat in die richting de kern is gevestigd en waar de dichtheid van sterren veel groter is.

Geschiedenis van de ontdekking van sterrenstelsels

De grote Griekse denker en wiskunde Democritus van Abdera (460-370 tot. C.) Hij was de eerste die suggereerde - in zijn tijd waren er geen telescopen - dat de Melkweg eigenlijk werd gevormd door duizenden sterren die elkaar niet van elkaar konden onderscheiden. 

We moesten een tijdje wachten voordat Galileo (1564-1642) redeneerden, toen toen zijn telescoop wees, ontdekte hij dat er in de lucht meer sterren waren dan hij kon tellen. 

Galileo Galilei

Het was de Duitse filosoof Immanuel Kant (1724-1804) die speculeerde dat de Melkweg werd gevormd door vele andere duizenden zonnesystemen en dat de set elliptische vorm had en vergezeld was rond een centrum. 

Bovendien suggereerde hij ook dat er andere sets van sterren en planeten waren zoals de Melkweg en noemden ze ze eilanden universums. Deze eilanden zouden vanuit de aarde zichtbaar zijn als kleine en vage licht licht.

Rommelige catalogus

20 jaar later, in 1774, verscheen de Messier-catalogus, een compilatie van 103 objecten van diepe ruimte die tot nu toe zichtbaar is en uitgevoerd door de Franse astronoom Charles Messier (1730-1817).

Onder deze waren enkele kandidaten om universumseilanden te zijn, die gewoon bekend stonden als nebulae. De M31 -nevel was een van hen, die tegenwoordig bekend stond als het naburige Galaxy of Andromeda.

William Herschel (1738-1822) zou de lijst met diepe ruimteobjecten uitbreiden naar 2500 en beschreef eerst de vorm van de Melkweg. Wetenschappers hadden zich echter nog niet gerealiseerd dat bepaalde nevels zoals M31 zelf immense conglomeraten van lactea -achtige sterren waren.

Moderne telescopen

Een telescoop was nodig met voldoende resolutie, die in 1904 kon verwerven toen de enorme telescoop van het Mount Wilson Observatory in Californië werd gebouwd met een spiegel met een diameter met 100 inch. Het was pas toen dat de grootte van het universum duidelijk werd, omdat degene op zichzelf immense Melkweg slechts een sterrenstelsel is, tussen ontelbare conglomeraten van hen.

In 1924 slaagde Edwin Hubble (1889-1953) erin de afstand tot een van die spiraalvormige nevels te meten, waarbij de type sterren observeerde Cefaids In het M31 -object, de meest opvallende spiraalvormige nevel, genaamd Andromeda. 

De Cefaids zijn sterren die periodiek hun helderheid veranderen en dit is evenredig met de periode. De helderste hebben langere periodes.

Tegen die tijd had Harold Shaley (1885-1972) de grootte van de Melkweg geschat, maar het was zo groot, dat hij ervan overtuigd was dat de nevel van Andromeda op de Melkweg was.

Hubble stelde echter vast dat de afstand tot de cefaids van Andromeda veel groter was dan de grootte van de Melkweg en dat het daarom niet kon worden gevonden. Andromeda was, net als de Melkweg, op zichzelf een sterrenstelsel, hoewel het lange tijd "extragalactische nevel" bleef genoemd.

Sterrenstelsels kenmerken

Massa en vorm

De sterrenstelsels worden geformuleerd en kunnen volgens dit criterium worden geclassificeerd. Bovendien bevatten ze massa en helemaal zijn ze statische entiteiten, omdat ze beweging hebben. 

Meeteenheden

Er zijn gigantische en zeer heldere sterrenstelsels, zoals de Melkweg en Andromeda, en ook sterrenstelsels genaamd "Dwarfs", tot duizend keer minder helder. Om de maten vertrouwd te maken, is het handig om enkele maateenheden te kennen die in astronomie worden gebruikt. Eerst hebben we de lichtjaar.

De plaats van het jaar is een afstandseenheid die gelijk is aan de afstand die het licht in een jaar reist. Omdat de snelheid van het licht 300 is.000 km/s, vermenigvuldigend met het aantal seconden in 365 dagen, het resultaat is ongeveer 9 en een halve stapel. 

Voor vergelijkende doeleinden is de afstand van de zon tot aarde 8.5 minuten-Loz, ongeveer 150 miljoen kilometer, wat ongeveer gelijk is aan een astronomische eenheid, nuttig bij metingen binnen het zonnestelsel. De ster die volgt in nabijheid tot de zon is de volgende centauri tot 4.2 jaar-luz. 

Kan u van dienst zijn: gratis lichaamsdiagram

De UA geeft aanleiding tot een andere veelgebruikte eenheid: de Parsec of een tweede boog verlammen. Dat een punt zich op de afstand van een parsec bevindt, betekent dat zijn parallage gelijk is aan 1 seconde boog tussen de aarde en de zon. De volgende figuur verduidelijkt:

Figuur 2. Schema om de parsec te definiëren. Bron: Wikimedia Commons. Kes47 (?) [CC door 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0)].

Maat

Groottes van sterrenstelsels zijn extreem gevarieerd, van zo klein dat ze nauwelijks duizend sterren hebben, tot elliptische sterrenstelsels waar we later over zullen praten.

We hebben dus onze Melkweg van ongeveer 100.000 jaar tot diameter, een groot sterrenstelsel, maar niet de grootste. NGC 6872 heeft een diameter van 520.000 jaar-luz, ongeveer 5 keer de diameter van de Melkweg en is de grootste spiraalvormige sterrenstelsel die tot nu toe bekend is.

Ze hebben beweging

Sterrenstelsels zijn niet statisch. Over het algemeen hebben sterren en gas- en stofwolken rotatiebewegingen in het midden, maar niet alle delen van een melkwegwending. De sterren van het centrum draaien sneller dan de externe, in wat wordt genoemd Differentiaalrotatie.

Chemische samenstelling

De meest voorkomende elementen in het universum zijn waterstof en helium. In de sterren, als een nucleaire fusiereactor, vormen de zwaarste elementen die we door het periodiek systeem vormen.

Kleur en helderheid

De kleur en helderheid van de sterrenstelsels veranderen in de loop van de tijd. De jongere sterrenstelsels zijn blauwer en helderder dan de oudste.

Ellipse -vormige sterrenstelsels neigen naar rood, met talloze oude sterren, hoewel onregelmatig het meest blauw zijn. In spiraalvormige sterrenstelsels concentreert blauw zich naar het midden en rood naar de rand.

Sterrenstelsels

Bij het observeren van een sterrenstelsel kunnen structuren zoals het volgende worden geïdentificeerd, die aanwezig zijn op de Melkweg, die als een model is beschouwd als het best bestudeerd zijn:

Schijf en halo

De twee basisstructuren van onze melkweg zijn de schijf en de halo. Het album bevindt zich in het gemiddelde vliegtuig gedefinieerd door de melkweg en bevat een grote hoeveelheid interstellair gas dat aanleiding geeft tot nieuwe sterren. Het bevat ook oude sterren en open clusters -groep van ongestructureerde sterren-. 

Opgemerkt moet worden dat niet alle sterrenstelsels dezelfde stellaire trainingssnelheid hebben. Er wordt aangenomen dat elliptische sterrenstelsels een veel lagere snelheid hebben, in tegenstelling tot spiralen.

De zon bevindt zich op de galactische schijf van de melkachtige manier, op het vlak van symmetrie en net als alle sterren van de schijf, draait het sterrenstelsel na een ongeveer cirkelvormig en loodrecht traject naar de galactische rotatieas. Het duurt ongeveer 250 miljoen jaar om een ​​baan te voltooien.

De halo bedekt het sterrenstelsel met een minder dicht sferoïdaal volume, omdat het een regio is met veel minder stof en gas. Bevat de bolvormige clusters, Sterren gegroepeerd door de actie van de zwaartekracht en veel ouder dan het album, individuele sterren en ook de oproep donkere materie.

Donkere materie is een soort materie waarvan de aard onbekend is. Het is zijn naam te danken dat geen elektromagnetische straling uitzendt en zijn bestaan ​​is voorgesteld om het feit uit te leggen dat sterren in het buitenland bewegen met snelheden die groter zijn dan verwacht. 

De snelheid waarmee een ster beweegt ten opzichte van het centrum van de melkweg hangt af van hoe de kwestie wordt verdeeld, omdat het de zwaartekrachtaantrekking is die een ster in een baantje blijft. Een hogere snelheid betekent dat er meer materie is die niet kan worden gezien: donkere materie.

De lamp, de galactische kern en de bar

figuur 3. Melkwegcomponenten. De zon bevindt zich in een van de armen en heeft een rotatiebeweging rond het midden van de melkweg, evenals een verticale beweging. Bron: Wikimedia Commons.

Afgezien van het album en de Halo, is er de lamp, centrale uitsteeksel of galactische kern in de melkweg, waar er een hogere dichtheid van sterren is, waardoor er erg helder is. 

De vorm is ongeveer bolvormig - hoewel die van de Melkweg een nogal pinda -vorm heeft - en in het midden de kern is, gevormd door een zwart gat, een feit dat blijkbaar in een groot deel van de sterrenstelsels gebruikelijk is, vooral in die van spiraalvormige vorm.

De objecten die in de aangrenzende kern worden gevonden, veranderen, zoals we hebben gezegd, veel sneller dan degenen die verder zijn. Daar is de snelheid evenredig met de afstand tot het midden.

Sommige spiraalvormige sterrenstelsels zoals de onze hebben een balk, een structuur die het centrum oversteekt en waaruit spiraalvormige armen ontstaan. Er zijn meer Barradas -spiraalvormige sterrenstelsels dan niet Barrads.

Kan u van dienst zijn: moderne fysica

Er wordt aangenomen dat de balken het transport van materie van de uiteinden naar de lamp toestaan, het zwellen door de vorming van sterren in de kern te promoten.

Soorten sterrenstelsels

Het classificatiesysteem van sterrenstelsels is gebaseerd op de vorm die ze hebben en het meest gebruikt is de toets- of Hubble -reeks, Rond 1926 gemaakt door Edwin Hubble, en vervolgens aangepast door zichzelf en andere astronomen, terwijl er nieuwe informatie verscheen.

Hubble heeft het schema ontworpen in de overtuiging dat het een soort evolutie van sterrenstelsels vertegenwoordigde, maar vandaag is het bekend dat het niet zo is. In de volgorde worden letters gebruikt om de sterrenstelsels aan te duiden: E voor elliptische sterrenstelsels, s voor spiraalvormige en onregelmatige sterrenstelsels voor die onregelmatig.

Figuur 4. Hubble -toets. Bron: Wikimedia Commons.

Elliptische sterrenstelsels 

Aan de linkerkant, in de toets mango, zijn er de elliptische sterrenstelsels vertegenwoordigd met de letter en. De sterren die het vormen, worden min of meer uniforme manier verdeeld. 

Het nummer dat bij de teksten hoort, geeft aan hoe elliptisch de melkweg -ellipticiteit is -, beginnend met dat het de meest sferische is, tot E7 dat het meest afgeplat is. Er zijn geen sterrenstelsels waargenomen met ellipticiteit groter dan 7. Deze parameter aangeven als є:

Є = 1 - (β/ɑ)

Met α en β als de oudere en lagere schijnbare semi -met respectievelijk van de ellips. Deze informatie is echter relatief, omdat we alleen het beeld van de aarde hebben. Het is bijvoorbeeld niet mogelijk om te weten of een sterrenstelsel dat wordt getoond van zingen elliptisch, lenticulair of spiraal is.

Gigantische elliptische sterrenstelsels behoren tot de grootste objecten in het universum. Ze zijn het gemakkelijkst om te observeren, hoewel de veel kleinere versies, genaamd Elliptische dwergstelsels veel meer in overvloed.

Figuur 5. NGC 1316 Elliptic Galaxy, in de Fornax -constellatie, samenvoegen met een ander kleiner sterrenstelsel. Bron: Image Credit: NASA/JPL-CALTECH/CTIO.

Lenticulaire sterrenstelsels

Lenticulaire sterrenstelsels hebben een schijfvorm, zonder spiraalvormige armen, maar ze kunnen een bar hebben. De nomenclatuur is S0 of SB0 en zit precies in de bifurcatie van de figuur. Afhankelijk van de hoeveelheid stof (hoge absorptiezones) op uw schijf, worden ze onderverdeeld in S01, SB01 tot S03 en SB03.

Spiraalvormige sterrenstelsels

De S -sterrenstelsels zijn zelf spiraalvormige sterrenstelsels, terwijl de SB de Barrad -spiraalvormige sterrenstelsels zijn, omdat de spiralen lijken te projecteren vanuit een bar die centraal uitsteeksel oversteekt. De overgrote meerderheid van de sterrenstelsels heeft deze vorm.

Beide klassen van sterrenstelsels worden op hun beurt onderscheiden door de mate van gemak dat spiraalvormige armen hebben en worden opgemerkt met kleine letters. Deze worden bepaald door de grootte van de grote stoot te vergelijken met de lengte van de schijf: de uitsteeksel / L -schijf. 

Figuur 6. Andromeda's prachtige spiraalvormige sterrenstelsel in het sterrenbeeld van Cassiopea. Bron: NASA -afbeelding Wikimedia Commons).

Als dit quotiënt bijvoorbeeld ≈ 0 is.3, sterrenstelsels worden aangegeven alsof het een eenvoudige spiraal is, of SBA als het Barrada is. Hierin lijken de spiralen straker en is de concentratie van sterren in de armen vaag meer.

Naarmate de reeks naar rechts blijft, zien de spiralen er meer los uit. De verhouding over protuberantie / schijf van deze sterrenstelsels is: de uitsteeksel / L -schijf ≈ 0.05. 

Als een sterrenstelsel tussenliggende kenmerken heeft, kunnen maximaal twee kleine letters worden toegevoegd. De Melkweg wordt bijvoorbeeld door sommigen geclassificeerd als SBBC.

Onregelmatige sterrenstelsels

Dit zijn sterrenstelsels waarvan de vorm niet past bij een van de hierboven beschreven patronen. 

Hubble verdeelde ze zelf in twee groepen: Irre en Iri, waar de eerste net iets meer georganiseerd zijn dan de tweede, omdat ze iets hebben dat de vorm van spiraalarmen herinnert.

De IRI -sterrenstelsels zijn, we zouden kunnen zeggen, amorf en zonder herkenbare interne structuur. Zowel IRR I als IRI zijn meestal kleiner dan elliptische sterrenstelsels of de majestueuze spiraalvormige sterrenstelsels. Sommige auteurs verwijzen er liever naar als Dwergstelsels. Een van de bekendste onregelmatige sterrenstelsels zijn de aangrenzende wolken van Magellan, geclassificeerd als Irre.

Figuur 7. Onregelmatige Galaxy NGC 5408, ontdekt in de Centaurus Constellation door John Herschel in 1834. In het begin werd geloofd dat het een planetaire nevel was. Bron: Wikimedia Commons.

Vervolgens stelden de Franse astronoom Gerard de Vaucoouroureurs (1918-1995) voor de publicatie van de Hubble -reeks voor om de nomenclatuur te elimineren en de irre te noemen, die een aantal spiraalvormige wapens hebben, zoals SD - SBD -sterrenstelsels, SM - SBM. of im ("m" is door Magallanes Galaxy)). 

Ten slotte worden sterrenstelsels wiens vorm echt onregelmatig is en zonder spiralen, gewoon genoemd. Hiermee is de moderne classificatie als volgt gebleven:

Het kan u van dienst zijn: hedendaagse fysica: studieveld, takken en toepassingen

EO, EL, ..., E7, SOL, S02, S03, SA, SBA, SAB, SBAB, SB, SB, SBC, SBC, SC, SBC, SCD, SBCD, SD, SBD, SM, SBM, IM, IR ir ir ir.

Hoe zijn sterrenstelsels?

De vorming van sterrenstelsels is vandaag het onderwerp van actieve discussie. Kosmologen geloven dat het universum in hun begin vrij donker was, vol wolken van gas en donkere materie. Dit komt door de theorie dat de eerste sterren werden gevormd na een paar honderd miljoen jaren daarna oerknal. 

Zodra het sterproductiemechanisme is gelanceerd, blijkt het op de snelheid ups en downs te hebben. En aangezien de sterren die bestanden die bestanden bestanden, zijn er verschillende mechanismen die leiden tot vorming van sterrenstelsels. 

Gravitationele aantrekkingskracht is de oorspronkelijke kracht die de vorming van kosmische objecten legt. Een kleine accumulatie van materie trekt op een gegeven moment meer materie aan en dit begint zich te accumuleren.

Er wordt aangenomen dat de Melkweg op deze manier begon: kleine accumulaties van materie die uiteindelijk aanleiding gaven tot de bolvormige clusters van de halo, waaronder de oudste sterren van de melkweg. 

De rotatie is inherent in de ophoping van massa die volgde op deze beginperiode van stellaire vorming. En met de rotatie wordt het hoekmomentum gecreëerd, waarvan het behoud de ineenstorting van de sferische massa produceerde die het in een platte schijf transformeerde.

Ganosstelsels kunnen hun grootte vergroten door samen te voegen met andere kleinere sterrenstelsels. Er wordt aangenomen dat dit vandaag gebeurt met de Melkweg en zijn kleinste buren, de wolken van Magallanes. 

Een andere fusie die in de zeer verre toekomst wordt verwacht, is botsing met Andromeda die, in tegenstelling tot de meeste sterrenstelsels, ons nadert. Momenteel is Andromeda 2.2 miljoen jaar verwijderd.

Hoeveel sterrenstelsels zijn er in het universum?

Hoewel het grootste deel van de ruimte leeg is, zijn er miljoenen sterrenstelsels, misschien ongeveer 100 miljard daarvan, volgens sommige schattingen. Anderen schatten 2 miljard sterrenstelsels. Het grootste deel van het universum blijft onontgonnen en er is geen exact antwoord op deze vraag.

In 12 dagen vond de Hubble Space Telescope 10.000 sterrenstelsels van de meest gevarieerde vormen. Het echte totaal van sterrenstelsels in het universum is onbekend. Wanneer het wordt waargenomen met een telescoop, is het noodzakelijk om te benadrukken dat het niet alleen verder in afstand gaat, maar in de tijd.

Het zonlicht dat we zien heeft 8 ingenomen.5 minuten om bij ons te komen. Het beeld van Andromeda dat we observeren met binoculairs is dat van 2 geleden.2 miljoen jaar. Dat is de reden waarom wat we van de aarde zien in het bereik van waarneembaar universum. Voor nu is er geen manier om te zien wat er voorbij is.

Een manier om te schatten hoeveel sterrenstelsels er in het waarneembare universum zijn, is door de extreem diepe veldopnamen van de Hubble of XDF, die een klein deel van de hemelse sfeer vertegenwoordigen.

In een van deze schoten werden 5500 sterrenstelsels gevonden op 13.200 miljoen jaar afstand. Door deze waarde te vermenigvuldigen met de hoeveelheid XDF van de volledige hemelse sfeer, schatten ze de 100.000 miljoen genoemde sterrenstelsels.

Alles geeft aan dat er in voorgaande tijden meer sterrenstelsels waren dan nu, maar kleinere, blauwe en meer onregelmatige vormen dan de elegante spiraalvormige sterrenstelsels die we vandaag zien.

Voorbeelden van sterrenstelsels

Ondanks zijn enorme omvang zijn sterrenstelsels niet eenzaam, maar zijn gegroepeerd in hiërarchische structuren.

De Melkweg behoort tot de zogenaamde lokale groep, waarin alle leden-ongeveer 54-op afstand zijn niet groter dan 1 mega-parsec. Dan daalt de dichtheid van sterrenstelsels af totdat een ander cluster vergelijkbaar met de lokale groep verschijnt.

Onder de enorme verscheidenheid aan sterrenstelsels is het de moeite waard om enkele verrassende voorbeelden voor hun bijzonderheden te benadrukken:

Gigantische elliptische sterrenstelsels

De grootste sterrenstelsels die tot nu toe worden gevonden, zijn in het midden van de clusters van sterrenstelsels. Het zijn enorme elliptische sterrenstelsels waarvan de zwaartekracht andere sterrenstelsels aantrekt, door ze in te slikken. In deze sterrenstelsels is het ritme van stervorming erg laag, dus om te blijven groeien vangen ze anderen.

Actieve sterrenstelsels

Actieve sterrenstelsels, in tegenstelling tot de meest normale en kalmte, zoals de Melkweg, stoten zeer hoge energiefrequenties uit, veel groter dan die uitgezonden door de centra van de sterren, gebruikelijk in een sterrenstelsel. 

Deze hoge energiefrequenties waarvan de kracht gelijkwaardig is aan miljardzolen, verlaat de kern van objecten zoals zoals quasars, Ontdekt in 1963. Verrassend genoeg kan een quasar, een van de slimste objecten in het universum, dit ritme voor miljoenen jaren handhaven.

De Seyfert -sterrenstelsels Ze zijn een ander voorbeeld van actieve sterrenstelsels. Tot nu toe zijn enkele honderden van hen ontdekt. Zijn kern stoot sterk geïoniseerde straling uit, variabel in de tijd.

Figuur 8. Het seyfert m 106 Galaxy. Bron: Wikimedia Commons. X-ray: NASA/CXC/Univ. van Maryland/A.S. Wilson et al.; Optisch: vriend.Obs. DSS; IR: NASA/JPL-CALTECH; VLA: NRAO/AUI/NSF

Er wordt aangenomen dat in de buurt van het centrum een ​​enorme hoeveelheid gasvormig materiaal wordt neergeslagen in het centrale zwarte gat. Het verlies van massa geeft stralende energie vrij in het X -Ray Spectrum.

De Radiogalaxie Het zijn elliptische sterrenstelsels die grote hoeveelheden radiofrequenties uitzenden, tienduizend keer meer dan de huidige sterrenstelsels. In deze sterrenstelsels zijn er bronnen - radio -lobben - gekoppeld door filamenten van materie aan de galactische kern, die elektronen uitzenden in aanwezigheid van een intens magnetisch veld.

Referenties

1. Carroll, B. Een inleiding tot moderne astrofysica. 2e. Editie. Pearson. 874-1037.
2. heelal. Hersteld van: is.Wikipedia.borg
3. Hoe het werkt. 2016. Boek van de ruimte. 8e. ED. Stel je voor dat je LTD publiceert.134-150.
4. De sterrenstelsels. Hersteld van: astrofysica.Cl/astronomiaparatodos.
5. Oster, l. 1984. Moderne astronomie. Redactioneel teruggekeerd. 315-394.
6. Pasachoff, J. 1992. Sterren en planeten. Peterson Field Guides. 148-154.
7. Druil. Hoeveel sterrenstelsels zijn er?. Hersteld van: het is.Druil.com.
8. Een regel om het universum te meten. Hersteld van: Henrietta.IAA.is
9. Wat is een sterrenstelsel? Hersteld van: SpacePlace.pot.Gov.