Cruthú agus éabhlóid na réaltraí

Tá cruthú agus éabhlóid na réaltraí mar ábhar staidéir ag réalteolaithe a bhfuil suim acu sa chaoi ar eascair cruinne ilchineálach ó thús aonchineálach, i gcruthú na gcéad réaltraí, an dóigh a n-athraíonn réaltraí le himeacht aimsire agus na bealaí ar gineadh na strúchtúir éagsúla atá le feiceáil sna réaltraí atá i ngar dúinn. Deir teoiric amháin go bhfuil cruthú réaltraí ag brath ar luaineachtaí candamacha a thit amach tar éis na hOllphléisce. Is í an tsamhail is simplí díobh siúd atá ag teacht leis na feiniméin bhreathnaithe an tsamhail Lambda-CDM – i.e. ligeann an comhchruinniú agus an cumascadh do réaltraí mais a bhaint amach, rud a théann i bhfeidhm ar a gcruth agus ar a struchtúr.

Airíonna coitianta réaltraí

Ní féidir trialacha a dhéanamh sa chianspás agus dá bhrí sin caithfear samhlacha a chur i gcomórtas le breathnadóireachtaí. 

Ba é Edward Hubble ba thúisce a rinne réaltraí a rangú, rud a dtugtar léaráid ghabhlóg thiúnta Hubble air. Roinn sé réaltraí ina gcinn éilipseacha, ina ngnáthréaltraí, ina réaltraí bíseacha barracha (leithéidí Bhealach na Bó Finne) agus ina réaltraí neamhchoitianta. Tá na hairíonna a leanas acu, airíonna a fhéadann teoiricí na héabhlóide a mhíniú.

 Cuireann mórán d’airíonna na réaltraí (agus léaráid datha is méide réaltraí san áireamh) in iúl go bhfuil dhá bhunchineál réaltraí ann. Ar thaobh amháin tá réaltraí gorma ann atá níos cosúla le réaltraí bíseacha agus a ghineann réaltaí, agus ar an taobh eile tá réaltraí dearga atá níos cosúla le réaltraí éilipseacha agus nach ngineann réaltaí.

 Tá réaltraí bíseacha tanaí agus dlúth agus casann siad réasúnta tapa, agus tá fithisí ag réaltaí i réaltraí éilipseacha atá treoshuite go fánach. 
 Tá poll dubh ollmhór i lár fhormhór na hollréaltraí agus mais aige atá na milliúin nó na billiúin uair níos mó ná mais na Gréine. Baineann mais an phoill dhuibh le bolg an réaltra.    
 Tá comhghaol deimhneach ag an miotalacht le dearbhmhéid (lonrachas) an réaltra.
Is minic a deirtear gur chreid Hubble go mícheart gur thug léaráid na gabhlóige tiúnta cuntas ar éabhlóid na réaltraí thar am, ó réaltraí éilipseacha trí réaltraí lionsacha go réaltraí bíseacha. A mhalairt atá fíor: taispeánann a léaráid éabhlóid ó chruth simplí go cruth casta, beag beann ar imeacht na haimsire. Is dóigh le réalteolaithe gur réaltraí dioscacha ba thúisce a cruthaíodh agus go ndearnadh réaltraí éilipseacha díobh de bharr cumascadh réaltraí. 

Deir na samhlacha go bhfuil an chuid is mó den mhais sna réaltraí déanta de dhamhna dorcha, rud nach féidir a bhreathnú go díreach agus nach bhféadann idirghníomhú , b’fhéidir, ach amháin tríd an imtharraingt. Síltear é sin toisc nach mbeadh an cruth áirithe sin orthu agus nach gcasfaidís mar a dhéanann siad mura raibh i bhfad níos mó maise iontu ná mar is féidir a bhreathnú go díreach.

Cruthú na réaltraí dioscacha
Nuair a chruthaítear réaltra tagann cruth dioscach air agus tugtar réaltra bíseach air de bharr na ngéag bíseach atá aige. Tá teoiricí éagsúla ann faoi conas a dhéantar dáileacháin dhioscacha de scamall damhna, ach ní thuarann aon cheann acu torthaí an bhreathnaithe.

Teoiricí ó bharr anuas
Mhol Olin Eggen, Donald Lynden-Bell, agus Allan Sandage teoiric in 1962 go dtagann réaltraí dioscacha le chéile nuair a thiteann scamall gáis as a chéile. Sa luathchruinne bhí an damhna dáilte ina gcnapanna de dhamhna dhorcha. Rinne na cnapanna seo idirghníomhú le chéile go himtharraingteach agus iad ag cur torc taoideach i bhfeidhm ar a chéile, rud a thug móiminteam uilleach dóibh. Nuair a d’fhuaraigh an damhna barónach scaip sé fuinneamh agus chrap i dtreo an láir. Rinne an damhna a bhí gar don lár luas an imrothlaithe a ghéarú agus an móiminteam uilleach caomhnaithe aige, agus rinneadh diosca teann den damhna. Nuair a d’fhuaraigh an diosca ní raibh an gás socair ó thaobh na himtharraingthe de agus ní raibh sé in ann fanacht ina scamall aonchineálach. Dhealaigh sé ó chéile agus rinneadh réaltaí de na scamaill bheaga gháis a bhí fágtha. 

Ní scaipeann an damhna dorcha mar idirghníomhann sé tríd an imtharraingt amháin, agus dáiltear é lasmuigh den diosca sa luan dorcha. Is léir ón mbreathnadóireacht go bhfuil réaltaí le fáil lasmuigh den diosca. Thug Leonard Searle agus Robert Zinn le fios go ndéantar réaltraí as comhcheangal reann neamhthoirtiúil. Teoiric í faoi chruthú ó bharr anuas agus í simplí go leor, ach ní ghlactar go forleathan léi anois.

Teoiricí ó bhun aníos 
Cuireann na teoiricí is nua síos ar chomhchruinniú luan dorcha mar chuid den phróiseas ó bhun aníos. Tugtar le fios gur nocht an damhna i mbraislí a bhí réasúnta beag (braislí cruinneogacha) seachas i scamaill mhóra gháis a thit as a chéile chun réaltra a chruthú. Tugadh na braislí beaga le chéile trí imtharraingt chun  braislí réaltraí a dhéanamh. Is é an toradh atá air seo damhna barónach a dháileadh agus damhna dorcha ina luan. 

Samhail chosmeolaíoch is ea an tsamhail Lambda-CDM, samhail a mhíníonn cruthú na cruinne tar éis na Pléisce Móire. Samhail réasúnta simplí í a thuarann a lán airíonna a bhreathnaítear sa chruinne agus éagsúlacht réasúnta na gcineálacha difriúla réaltraí san áireamh. Ach déanann sé fomheastachán ar an méid réaltraí tanaí dioscacha sa chruinne.

Cumaisc réaltraí agus cruthú réaltraí éilipseacha
Tá réaltraí éilipseacha ar na cinn is toirtiúla dá bhfacthas go dtí seo. Tá a gcuid réaltaí ar fhithisí atá treoshuite go fánach istigh sa réaltra (i.e. ní imrothlaíonn siad ar nós réaltraí dioscacha). Is cuid suntais iad na réaltraí éilipseacha sa mhéid nach gá go gcuidíonn luas na réaltraí le leacú an réaltra, mar a thiteann amach i réaltraí bíseacha. Tá dúphoill ollmhóra i lár réaltraí éilipseacha, agus tá mais na ndúpholl i gcomhchoibhneas le mais an réaltra. 

Tá dhá príomhchéim éabhlóide ag réaltraí éilipseacha. Is í an chéad chéim an dúpholl ollmhór a fhás trí ghás atá ag fuarú a chruinniú. Is í an dara céim cobhsú an dúphoill trí fhuarú an gháis a stopadh. Tá mais an dúphoill i gcomhchoibhneas le hairí a dtugtar sigme air, i.e. luas na réaltaí a scaipeadh ina bhfithisí. 

Is dóigh le réalteolaithe anois go bhfuil réaltraí éilipseacha ar an córais is éabhlóidithe sa chruinne. Glactar leis go forleathan gurb éard is cionsiocair le héabhlóid na réaltraí éilipseacha cumasc na réaltraí is lú. Is iomaí réaltra sa chruinne atá ceangailte de réaltraí eile trí imtharraingt agus nach féidir leo éalú choíche. Más ar cóimhéid atá na réaltraí, ní bheidh an réaltra nua cosúil le ceachtar de na sinsearaigh, ach beidh sé éilipseach.  

Síltear gur rud tolgach é réaltraí chomh mór sin a chumasc, agus tig le cuimilt an gháis idir an dá réaltra tonnta imtharraingteacha turrainge a chur ar siúl, rud a fhéadann réaltaí nua a chruthú sa réaltra éilipseach nua.

Múchadh réaltraí 

Mar a dúradh thuas, tá claonadh ag réaltraí chun éabhlóid a dhéanamh ó réaltraí bíseacha go réaltraí éilipseacha trí chumasc. Ach ní thugann an cumasc sin léargas ar conas a aistríonn na réaltraí go léir ón “scamall gorm” go dtí an “seicheamh dearg”. Ni léir ach oiread conas a stadann cruthú réaltaí i réaltraí. Fágann sin go gcaithfidh teoiricí faoi éabhlóid na réaltraí a bheith in ann a mhíniú conas a chríochnaíonn an cruthú sin.  Tugtar “múchadh” air seo.

Tagann réaltaí ann as gás fuar, agus múchtar réaltra nuair nach bhfuil a thuilleadh gáis fhuair aige. Síltear, áfach, go dtiteann múchadh amach réasúnta tapa (laistigh de bhilliún bliain), tréimhse atá i bhfad níos giorra ná an t-achar a thógfadh sé ar réaltra a chuid gáis a ídiú. Míníonn samhlacha d’éabhlóid na réaltraí é seo le meicníochtaí fisiciúla eile a bhacfadh soláthar gáis fhuair. Tríd is tríd, is féidir iad a rangú ina dhá gcineál: (1) meicníochtaí coisctheacha aisfhotha a bhacann gás fuar ar dhul isteach i réaltra nó ar réaltaí  a chruthú, agus (2) meicníochtaí díchurtha aisfhotha a fhaigheann réidh le gás chun nach féidir leis réaltaí a achruthú. De réir na n-ionsamhlúchán, má chruinníonn gás ar dhúphoill ollmhóra déanann sé scairdeanna tréana réaltfhisiceacha; an fuinneamh a scaoiltear amach dá bharr déanann sé a dhóthain gáis fhuair a chur amach chun cruthú réalta a mhúchadh.

Gailearaí

Nótaí

Réalteolaíocht
Cosmeolaíocht