Pokud jste tento sloupec v poslední době četli, možná jste si všimli nedávného trendu, kde se snažím odpovědět na některé klamně jednoduché otázky: Co je to planeta? Co je měsíc? Co je to hvězda? Opakujícím se tématem je, že je těžké takové pojmy definovat, protože definice jsou, dobře, určitýzatímco příroda je zřídkakdy.
V souladu s trendem i tématem je čas udělat krok ven – A velký krok.
Co je to galaxie?
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Samotné slovo pochází Galakikós Kyklosnebo „Milky Circle“ starověké řecké období pro Mléčnou dráhuNaše domácí galaxie.
V moderní době však používáme „galaxii“ obecněji, abychom odkazovali na jakýkoli velký systém hvězd, plynu, prachu a Temná hmotavšichni drženi pohromadě jejich vzájemnou gravitací. To vlastně není špatná definice, s výjimkou malé skutečnosti, že ne každá galaxie má všechny tyto funkce. Existují galaxie bez detekovatelného plynu a prachu a některé, které se zdá, že mají malou nebo žádnou tmavou záležitost. Předpokládám, že společné vlákno spočívá v tom, že všechny mají hvězdy, ale i potom narazíme na potíže, protože ne všechny gravitačně vázané systémy hvězd hodnotí jako galaxie.
Velmi obecně řečeno, galaxie jsou desítky tisíc až stovky tisíc světelných let a mají miliony až několik bilionů hvězd. Například naše Mléčná dráha je například asi 120 000 světelných let a obsahuje někde mezi přibližně 100 miliardami až 400 miliardami hvězd. Je těžké získat i drsné číslo, protože slabé červené trpaslíci jsou nejčastějším druhem hvězd, ale oni jsou tak Ztrácí, že zmizí k neviditelnosti i relativně blízko naší sluneční soustavy.
Přesto známe celkový tvar naší galaxie, což je gigantický zploštělý disk s centrální bouli starších, červenějších hvězd, které jsou široké asi 20 000 světelných let. Struktura disku dominuje čtyři hlavní spirálové zbraně a několik menších. Tyto zbraně jsou poseté obrovskými mraky plynu a prachu, ze kterých se rodí hvězdy. Mnoho z těchto hvězd je masivní, světelné a modré, což dává spirálovým zbraním jejich charakteristický azurový odstín. Protože jsme uvnitř galaxie, mapování je obtížnéTolik podrobností o její struktuře je třeba určit.
Spirály jsou pouze jednou ze čtyř hlavních klasifikací pro galaxie; Ostatní jsou eliptické, nepravidelné a zvláštní.
Eliptické galaxie by se lépe nazývaly sféroidní; Mohou být sférické, ale jsou častěji prodloužené, trochu jako bavlněná koule. Některé z největších galaxií, které známe, jsou eliptické, jako Mighty M87 Galaxykterý má několik bilionů hvězd. M87 sedí ve středu virgového klastru – velká skupina galaxií spojených dohromady gravitací, která se může pochlubit asi 2 000 členy. Ve skutečnosti jsou takové obří eliptiky běžné v centrech klastrů galaxie. Tyto galaxie rostou tím, že jedeny jiné, velké i malé, které se pustí příliš blízko k jádru klastru, takže samotný eliptický tvar může být částečně způsoben tímto procesem kanibalismu.
Ne všechny eliptiky jsou však obrovské: mnoho z nich je docela malých. Ty se nazývají „trpasličí eliptické galaxie“ a jsou satelity větších galaxií. Například galaxie Andromeda má mnoho trpaslíků eliptikálů obíhajících.
Eliptiky v nich nemají moc plynu, pokud existují. Zdá se, že vyčerpali v podstatě veškerý svůj plyn tím, že dělali hvězdy už dávno. Masivní modré hvězdy nežijí dlouho; Explodují jako supernovy během milionů let od jejich narození, takže několik miliard let po vyčerpání jeho plynu bude eliptická galaxie vypadat velmi červeně, dominujícím ruddier nižší hmoty.
Zvláštní galaxie jsou vzácné. Mají nejrůznější tvary, ale mají tendenci být, dobře, zvláštní. Obvykle jsou výsledkem Galaktické kolizeVračky vlaku v kosmickém měřítku. Vzájemná gravitace dvou interagujících galaxií se rozprostírá a narušuje jejich jinak pravidelné tvary a vytváří dlouhé, zakřivené ocasy hvězd. Někdy, pokud menší galaxie pluhuje přímo středem většího, Kolize vytváří prstencovou galaxiive kterém jsou hvězdy a plyn rozstříknuty od středu větší galaxie, jako jsou vlnky na rybníku po upuštění skály.
Nakonec existují nepravidelné. Ty mají tendenci být na malém konci galaktické stupnice a, jak naznačuje jejich kategorizace, nemají celkový tvar. Malý magellanský mrak (nebo SMC), doprovodný satelit Mléčné dráhy, je nepravidelná galaxie. Jeho sourozenec, velký magellanský mrak (LMC), nejprve se zdá být nepravidelně, ale nyní víme, že v něm má určitou strukturu ve formě jediné spirálové paže. Obě tyto galaxie jsou ve srovnání s Mléčnou dráhou malé; SMC má několik set milionů hvězd a je necelých 20 000 světelných let, zatímco LMC má miliardy hvězd a má jen více než 30 000 světelných let.
Existence nepravidelných vyvolává důležitou otázku: Jak malá může získat galaxie? Současným paradigmatem je, že galaxie se původně vytvořily krátce po Velkém třesku. Obrovské mraky neviditelné tmavé hmoty nashromáždily pravidelnou hmotu (ve formě plynu) prostřednictvím gravitace, která se nakonec zhroutila a vytvořila galaxie a hvězdy v nich. Studie zveřejněná v dubnu 2025 v Astrofyzikální dopisy ukázali, že pro takový temnou hmotu je potřeba minimální hmotnost, která způsobí kolaps normální hmoty, a je to asi 10 milionůkrát větší hmotnost slunce. To může být tedy dolní limit nejmenší galaxie, která se může tvořit.
Tento spodní konec galaktické stupnice je však stále poněkud kalný, částečně proto, že hvězdy, které slouží jako pozorovatelné stopory malých galaxií, mohou tvořit ještě menší struktury zvané hvězdné klastry. Jeden druh, nazývaný otevřené klastry, může mít v nich tisíce hvězd. Na druhou stranu mohou globulární hvězdné klastry hostit desítky milionů hvězd, které celkem až několik milionůkrát více než hmotnost slunce. Dokonce i největší známý globulární klastr (asi 150 světelných let napříč) je stále menší než trpasličí galaxie. Myslíme si, že mnoho z největších z těchto shluků, například Omega CentauriVlastně jednou byly Samotný trpasličí galaxie. Jejich zmenšený stav je z více průchodů poblíž větší galaxie, která je zbavila hvězd a zanechal za sebou menší, kompaktnější objekt.
Jak tedy říkáme Omega Centauri? Obrovský globulární shluk nebo částečně strávená trpasličí galaxie? Také, Zdá se, že některé trpasličí galaxie neobsahují žádnou tmavou hmotua některé mají mnohem méně hvězd, než se očekávalo, I pod teoretickým dolním limitemdále matoucí problém. Zdá se, že na menším konci se hranice stává dráždivě fuzzy. To je také opakující se téma, když se snažíme vytvořit přísné definice pro kosmické objekty. Lidé milují ostrá vymezení, ale vesmír nemá povinnost je poslouchat.
Poslední věc: v roce 2016 to studie ukázala vesmír může obsahovat tolik dva biliony samostatné galaxie. Kosmos jasně rád vyrábí galaxie, a jakkoli je definujete, existuje pro nás obrovské číslo, ze kterého se můžeme studovat a učit se.
