Ocena brak

Inne układy gwiazdowe

Autor /Machabeusz123 Dodano /05.06.2013

Wśród dużej liczby najrozmaitszych obiektów na niebie, które można dostrzec i mniejszymi teleskopami, na specjalną uwagę zasługują przepiękne i pełne tajemniczości mgławice spiralne. Najbardziej z nich znana jest Wielka Mgławica Andromedy, widoczna nawet gołym okiem jako niewielki, mglisty obłoczek w gwiazdozbiorze Andromedy. Astronomowie przez długi czas wiedli między sobą zacięte spory o to, czy te niezwykłe obiekty kosmiczne należą do układu Drogi Mlecznej, czy też raczej same są skupiskami gwiazd i stanowią samodzielne, bardzo od nas odległe „wyspy Wszechświata”. A taka właśnie koncepcja narodziła się już w pierwszej połowie XIX stulecia.

Zagadki długo nie było można rozstrzygnąć, choć od dawna znane były pewne fakty, świadczące na rzecz wspomnianej wyżej hipotezy. W niektórych bowiem mgławicach spiralnych obserwowano nagłe pojawianie się jasnych punktów, które po jakimś czasie znikały. Były to-jak się później okazało - wybuchy gwiazd nowych i supernowych. Taki też pogląd wypowiedział w roku 1917 astronom amerykański Heber Doust Curtis (1872-1942), lecz spotkał się z niezwykle ostrą krytyką. Jego oponentami było wielu znanych astronomów, a wśród nich znalazł się sam Harlow Shapley, uważający mgławice spiralne za skupiska materii gazowej wewnątrz naszej Galaktyki. Rozwiązanie zagadki nastąpiło dopiero w roku 1923, kiedy to astronom amerykański Edwin P. Hubble (1889-1953) sfotografował Wielką Mgławicę Andromedy za pomocą dwuipółmetrowego teleskopu. Na otrzymanym zdjęciu wyraźnie widać, że jej spiralne ramiona składają się z licznych, zlewających się z sobą gwiazd. Nie było więc już najmniejszej wątpliwości — mgławica Andromedy jest układem gwiazdowym podobnym do układu Drogi Mlecznej.

Dziś astronomowie znają wiele milionów takich układów gwiazdowych. Nazwano je galaktykami, lecz - w odróżnieniu od naszej Galaktyki, będącej nazwą układu Drogi Mlecznej - piszemy je przez małe „g”. Termin ten nie przedstawia bowiem własnej nazwy, ale określa jedynie pewien gatunek obiektów kosmicznych. Własne nazwy otrzymały tylko najbliższe galaktyki i te spośród dalszych, które charakteryzuje jakiś ciekawy wygląd zewnętrzny. Wszystkie inne oznacza się po prostu liczbami porządkowymi specjalnych wykazów, zwanych katalogami.

Galaktyki mają przeróżne, niekiedy wprost fantastyczne kształty, ale z grubsza można je podzielić na trzy grupy, co też w roku 1926 uczynił wspomniany już Hubble, opierając się wyłącznie na ich zewnętrznym wyglądzie. Do pierwszej grupy zaliczył galaktyki eliptyczne (E), do drugiej - spiralne (S), a do trzeciej - nieregularne (I). Na podstawie dalszych kryteriów wydzielił z nich podgrupy dające jeszcze bliższe informacje o kształcie danego obiektu. Na przykład wśród galaktyk eliptycznych rozróżnił siedem podgrup, zaliczając do pierwszej galaktyki kuliste (EO), do ostatniej zaś najbardziej spłaszczone (E7). Natomiast galaktyki spiralne podzielił na dwie odrębne grupy: normalne spiralne (S) i spiralne z poprzeczką (SB). Każda z nich rozpada się z kolei na trzy podgrupy, począwszy od galaktyk z najmniej rozwiniętymi ramionami (Sa i SBa), a skończywszy na galaktykach z najbardziej rozwartymi ramionami (Sc i SBc).

Podział ten zdawał się początkowo sugerować kolejne etapy ewolucji galaktyk. A więc ich pierwotnie kuliste kształty na skutek ruchu obro4 towego stawały się coraz bardziej spłaszczone, potem miały się od nich odrywać fragmenty materii, która stopniowo przeobrażała się w ramiona spiralne. Dalsza zaś ucieczka materii z centralnych obszarów galaktyki ma sprawiać, że staje się ona coraz mniejsza, a w końcu przekształca się w galaktykę nieregularną. Jednak ten z pozoru poprawny schemat ewolucyjny okazał się całkowicie błędny, bo - jak wykazują współczesne badania - przejście galaktyki z jednego w drugi typ nie jest w ogóle możliwe. O ich zewnętrznym wyglądzie głównie decyduje masa i gęstość.

Wielka Galaktyka Andromedy, podobnie jak i układ Drogi Mlecznej, należy do galaktyk spiralnych. Od nas dzieli ją około dwa miliony lat świetlnych, co-jak na stosunki astronomiczne - wcale nie jest dużo i dlatego mogła być dość dokładnie zbadana. Jej średnica wynosi około 130 tys. lat świetlnych, masa zaś równa się około 370 mld mas Słońca. Jest więc znacznie większa od naszej Galaktyki, ale składa się z takich samych jak ona gwiazd. Dotyczy to zresztą nie tylko Wielkiej Galaktyki Andromedy, ale i innych galaktyk tego typu. W ich spiralnych ramionach zawsze znajdują się młode gwiazdy klasy widmowej O i B, należące do skrajnej I populacji. Występują tam również cefeidy i inne gwiazdy zmienne, a także duże ilości pyłu i gazu między-gwiazdowego. Natomiast centralne obszary galaktyk spiralnych zawierają wyłącznie gwiazdy skrajnej II populacji.

Z tego samego typu gwiazd składają się również gromady kuliste, które unikają ramion spiralnych galaktyki i występują zazwyczaj daleko od jej dysku.

Zupełnie inną budowę mają galaktyki nieregularne, których dwie przedstawicielki znajdują się od nas zaledwie w odległości około 180 tys. lat świetlnych. Mowa tu o Wielkim i Małym Obłoku Magellana, leżących na południowej półkuli nieba w gwiazdozbiorach Złotej Ryby i Tukana. Widoczne są gołym okiem, toteż znane były już w starożytności i średniowieczu, choć szczegółowo zostały opisane dopiero przez Johna F. W. Her-schela w pierwszej połowie XIX wieku. Nazwy zaś dal im Antonio Pigafetta (ok. 1485-ok. 1534), współtowarzysz Ferdynanda Magellana w jego morskiej podróży dokoła globu ziemskiego i kronikarz tej historycznej wyprawy.

Na pierwszy rzut oka Wielki i Mały Obłok Magellana przypominają oderwane fragmenty Drogi Mlecznej. Ich średnice kątowe wynoszą około 8 i 4 stopnie, co po uwzględnieniu odległości daje 27 i 13 tysięcy lat świetlnych, W porównaniu więc z Wielką Galaktyką Andromedy lub z układem Drogi Mlecznej są to prawdziwe karły. Zawierają przy tym dużo gorących gwiazd skrajnej I populacji, a w każdym razie jest ich tam procentowo znacznie więcej niż w ramionach galaktyk spiralnych.

Wielki Obłok Magellana charakteryzuje jeszcze jedna osobliwość. Niedawno bowiem w tej karłowatej galaktyce odkryto niezwykłe obiekty, nazwane przez astronomów „modrymi gromadami gwiazd”. Pod względem kształtu przypominają one gromady kuliste, których i w Wielkim Obłoku Magellana nie brakuje. Jednak w odróż^ nieniu od nich modre gromady nie zawierają czerwonycłi olbrzymów, lecz składają się wyłącznie z bardzo młodych gwiazd, a takimi są niebieskie i białe nadolbrzymy. Gwiazdy tego typu nie występują w normalnych gromadach kulistych,- z czego należałoby wnosić, że albo modre gromady są tworami względnie młodymi, albo że tworzące je gwiazdy mają jakiś niezwykły Skład chemiczny. Ta bardzo interesująca zagadka nie została dotąd w pełni wyjaśniona.

Cztery poznane przez nas galaktyki - Wielki i Mały Obłok Magellana, Wielka Galaktyka Andromedy i układ Drogi Mlecznej - tworzą system wyższego rzędu, zwany Lokalną Grupą Galaktyk. Zajmuje on obszar przestrzenny w przybliżeniu elipsoidalny, którego największa średnica wynosi od 3 do 5 milionów lat świetlnych. Oprócz wymienionych wyżej galaktyk w jego skład wchodzi jeszcze 17 galaktyk eliptycznych, 9 galaktyk nieregularnych i 2 galaktyki spiralne. Ale jest ich może więcej, bo w roku 1968 astronom włoski Paolo Maffei odkrył w gwiazdozbiorze Kasjopei dwie mgławice, które najprawdopodobniej są dwiema galaktykami, słabo prześwitującymi przez grubą warstwę pyłu i gazu międzygwiazdo-Wego naszej Galaktyki. Jedna z nich jest przypuszczalnie galaktyką eliptyczną, leżącą blisko środka Grupy Lokalnej, druga natomiast - jak to wykazują obserwacje radioastronomiczne - zdaje się być galaktyką spiralną.

Galaktyki eliptyczne wchodzące w skład Grupy Lokalnej-z wyjątkiem nowo odkrytej, o której zresztą wiemy na razie bardzo mało - są drobnymi układami gwiazdowymi w porównaniu z naszą Galaktyką lub Wielką Galaktyką Andromedy. Bylibyśmy jednak w wielkim błędzie, gdybyśmy na tej podstawie sądzili, iż gigantami mogą być tylko galaktyki spiralne. Właśnie galaktyki eliptyczne, a ściśle - galaktyki eliptyczne typu EO, są największymi znanymi układami gwiazdowymi. Najlepszym tego przykładem jest galaktyka tego typu w gwiazdozbiorze Panny, odległa od nas o około 45 milionów lat świetlnych. Jej masa równa się 2600 miliardom mas Słońca, z czego wynika, że dałoby się z niej zbudować bez mała 20 takich galaktyk, jak nasza.

Jednak rozmiary liniowe galaktyk eliptycznych typu EO są niewielkie w porównaniu z rozmiarami dużych galaktyk spiralnych. Ich średnie gęstości muszą więc być bardzo duże, większe nawet od średnich gęstości kulistych gromad gwiazd. I od tej właśnie właściwości - jak się dziś przypuszcza - zależny jest sferyczny kształt tych gigantycznych układów gwiazdowych. Po prostu odległości między wchodzącymi w ich skład gwiazdami są niewielkie, toteż ogólne pole grawitacyjne danej galaktyki jest na tyle silne, by je skupić w przestrzeni kulistej i w tym stanie trwale utrzymywać. Są to z reguły gwiazdy bardzo stare, należące głównie do skrajnej II populacji. Na próżno byśmy w galaktykach tego typu szukali gwiazd młodych klasy widmowej O i B, białych nadolbrzymów lub materii njiędzygwiazdowej. Widocznie proces gwiazdotwórczy przebiegał w nich o wiele szybciej niż w galaktykach innego typu i dziś gwiazdy nie mają tam już z czego powstawać.

Tak więc nie tylko kształt galaktyki, ale i przebieg jej ewolucji uzależniony jest od masy i średniej gęstości. Pod tym względem w świecie galaktyk występuje duża różnorodność. Lecz wszystkie one mają skłonność do skupiania się w gromady, liczące niekiedy aż kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt tysięcy galaktyk różnego typu. Najbliższa gromada, oddalona od nas o około 39 milionów lat świetlnych, znajduje się w gwiazdozbiorze Panny. Składa się ona z około 20 tysięcy galaktyk, z czego jednak tylko około 3 tysiące może być obserwowane za pomocą współczesnych teleskopów. Wśród nich występuje sześć olbrzymich galaktyk eliptycznych, jedna duża galaktyka radiowa i dziesięć wielkich galaktyk spiralnych.

Najjaśniejszą ze względu na kształt nazwano Sombrero.

Druga co do odległości gromada galaktyk położona jest w gwiazdozbiorze Warkocz Bereniki. Zawiera ona około 11 tysięcy galaktyk oddalonych od nas o około 228 milionów lat świetlnych. Najdalsza zaś gromada galaktyk, której odległość dało się jeszcze wyznaczyć, leży w odległości około 4,5 miliarda lat świetlnych.

Najjaśniejsze galaktyki w tej gromadzie można rozróżnić jedynie na zdjęciach otrzymanych w ciągu wielogodzinnych ekspozycji za pomocą największych teleskopów. Mają one na nich wygląd niewielkich, nieco rozmytych plam o eliptycznych kształtach.

Wnikliwa analiza tych fotografii doprowadziła astronomów do wniosku, że we Wszechświecie występują bardziej jeszcze rozległe struktury, zawierające dziesiątki lub tysiące gromad galaktyk. Struktury te nazwano nadgromadąmi lub gromadami wyższego rzędu. Są to oczywiście największe twory, jakie możemy obserwować we Wszechświecie. Obecnie znamy ponad 50 takich nadgrup galaktyk, składających się z dużej liczby większych i mniejszych grup galaktyk. Do najznakomitszych obiektów tego typu należą bez wątpienia nadgromada w gwiazdozbiorze Lwa i nad-gromada w gwiazdozbiorze Herkulesa. Pierwsza z nich jest od nas oddalona o około 284 miliony lat świetlnych, druga zaś o 326 milionów lat świetlnych.

Wielkie wrażenie wśród astronomów wywołało stwierdzenie, że i Lokalna Grupa Galaktyk jest częścią składową wielkiej nadgromady. Ma ona około 245 milionów lat świetlnych średnicy i przypuszczalnie obraca się dokoła swej osi raz na sto miliardów lat Daje to chyba jakieś wyobrażenie o fantastycznej, trudnej wprost do uzmysłowienia wielkości Metagalaktyki - jak astronomowie nazywają dostępną do obserwacji część Wszechświata. Jest ona tak ogromna, że ginie w niej nie tylko Ziemi i Układ Słoneczny, ale i cały układ Drogi Mlecznej. Jesteśmy bowiem obywatelami niewielkiej planety, wchodzącej w skład niepozornego układu planetarnego, należącego z kolei do zupełnie przeciętnego układu gwiazdowego.

Podobne prace

Do góry