Galaksio

eta|La scienca studado de tre malproksimaj galaksioj
Galaksioj estas grandegaj gravite ligitaj sistemoj, kiuj enhavas stelojn, gason, polvon, plasmon kaj verŝajne nevideblan malluman materion.Sparke, L. S.; Gallagher III, J. S. (2000). Galaxies in the Universe: An Introduction. Cambridge University Press. ISBN 0-521-59740-4. p. I.Hupp, E.; Roy, S.; Watzke, M. (August 12, 2006). "NASA Finds Direct Proof of Dark Matter". NASA. Alirita la 14an de Februaro, 2007.  Maso de tipa galaksio estas 1011 sunmasoj. La vorto galaksio estis derivita el la greka galaxias (), laŭvorte "lakto", reference al la Lakta Vojo.

Tipaj galaksioj enhavas inter 10 milionojn kaj mil miliardojn (107 – 1012) da stelojUson, J. M.; Boughn, S. P.; Kuhn, J. R. (1990). "The central galaxy in Abell 2029 – An old supergiant". Science 250 (4980): 539–540. Bibcode:1990Sci...250..539U. doi:10.1126/science.250.4980.539. kiuj orbitas ĉiuj ĉirkaŭ komuna gravitcentro. Aldone al unuopaj steloj kaj maldensa interstela medio, la plej granda parto el la galaksioj enhavas grandan nombron da multopaj steloj, stelaj aroj kaj ankaŭ variajn nebulozajn tipojn. Galaksioj havas inter kelkajn milojn da lumjaroj ĝis kelkajn centmilojn da lumjaroj je diametro kaj estas apartaj unu de alia per distancoj de milionoj da lumjaroj.

Kvankam la tiel nomata malluma materio kaj malluma energio ŝajnas reprezenti ĝis 90% el la maso de la galaksioj, la naturo de tiu ĉi nevidata komponaĵo ne estas bone komprenata. Ekzistas iuj pruvoj ke supermasivaj nigraj truoj povus ekzisti centre de multaj, eble de ĉiuj galaksioj.

La intergalaksia spaco estas plena de maldensa plasmo kun meznombra denseco de malpli ol po unu atomo por kuba metro. En la videbla universo ekzistas probable pli ol cent miliardoj da galaksioj. La galaksioj elsendas ankaŭ radioondojn, kaj tiuj kiuj elsendas pli en radia spektro ol en videbla lumo estas nomataj radiogalaksioj.

La galaksioj malproksimiĝas unuj de la aliaj (kun esceptoj de tiuj en la samaj galaksiaj grupoj) kaj la rapideco estas proporcia al la distanco. Tiu ĉi leĝo estas konata kiel la Leĝo de Hubble (laŭ la nomo de sia malkovrinto) kaj ĝi estas unu el la pruvoj de la universodilatiĝo.

 Specoj de galaksioj 

La galaksioj estas katalogataj laŭ formo en tri ĉefaj kategorioj: elipsaj (E),Hoover, A. (June 16, 2003). "UF Astronomers: Universe Slightly Simpler Than Expected". Hubble News Desk. Alirita la 4an de Marto, 2011. Baze sur la jeno: Graham, A. W.; Guzman, R. (2003). "HST Photometry of Dwarf Elliptical Galaxies in Coma, and an Explanation for the Alleged Structural Dichotomy between Dwarf and Bright Elliptical Galaxies". Astronomical Journal 125 (6): 2936–2950. arXiv:astro-ph/0303391. Bibcode:2003AJ....125.2936G. doi:10.1086/374992. spiralaj (S), kaj neregulaj (Irr).Jarrett, T. H. "Near-Infrared Galaxy Morphology Atlas". Kalifornia Instituto de Teknologio.  Alirita la 14an de Februaro, 2016.

La elipsaj galaksioj havas regulan formon, kiel gigantaj stelaj aroj, kun tre malmulta interna strukturo. La steldenseco malpliiĝas de la centro al la rando kaj la grado de la platiĝo varias. La stelformadaj regionoj preskaŭ ne ekzistas kaj konsekvence junaj steloj ne aperas en tiaj galaksioj.

La spiralaj galaksioj estas diskoformaj, kun sfera regiono en la centro kaj pluraj lumaj brakoj. En la spiralaj galaksioj, la brakoj havas formon de logaritmaj spiraloj. La brakoj rotacias ĉirkaŭ la centro kun konstanta angulrapideco, malsame kiel la steloj. Tio signifas ke la steloj pasas laŭvice de unu brako al alia movante ĉirkaŭ la centro. Kiam la steloj eniras spiralan brakon, ilia movrapideco malpligrandiĝas, kreante pli altan median densecon. Oni pensas ke la spiralaj brakoj estas regionoj de pli alta materia denseco (ondoj de denseco) ene de la galaksioj. Ili estas videblaj ĉar ilia pli alta denseco faciligas la stelformadon kaj, konsekvence, ili enhavas multajn brilajn junajn stelojn.

La neregulaj galaksioj ne montras regulan strukturon kiu povus esti klasifikata en logika maniero. La Magelanaj Nuboj estas ekzemploj de neregulaj galaksioj.

Nova tipo de galaksioj, klasifikataj kiel ekstreme kompaktaj nanaj galaksioj, kun diametro de nur 120 lumjaroj, estis malkovrita en 2003 fare de Michael Drinkwater el Universitato de Kvinslando.

Pli detala klasifiko de la unuaj du galaksiaj tipoj estas ilustrita ĉi sube per la serio Hubble :


Nia galaksio, nomata Lakta Vojo (aŭ tutsimple La Galaksio) estas spirala galaksio, 100 mil lumjarojn je diametro kaj ĉirkaŭ 3 mil lumjarojn dika. Ĝi enhavas ĉirkaŭ 3×1011 stelojn kaj havas mason ĉirkaŭ 6×1011-oble pli grandan ol la maso de la suno.

Je julio 2015, EGSY8p7 estis la plej malnova kaj plej fora observita galaksio kun lumvetura distanco de 13.2 mil milionoj da lumjaroj el la Tero, kaj observita kiel ĝi ekzistis 570 milionoj da jaroj post la Granda Praeksplodo. Antaŭe, je Majo 2015, EGS-zs8-1 estis la plej fora konata galaksio, ĉirkaŭkalkulite kun lumvetura distanco de 13.1 mil milionoj da lumjaroj for kaj kiu havas 15% el la maso de la Lakta Vojo. 

 Pli larĝskalaj strukturoj 
Nur kelkaj galaksioj ekzistas solaj; tiuj estas konataj kiel kampaj galaksioj. La plej granda parto el la galaksioj estas gravite interligita. Strukturoj enhavantaj ĝis 50 galaksiojn estas nomataj galaksiaj grupoj.

Pli larĝskalaj strukturoj, kun miloj da galaksioj sur distancoj de milionoj da lumjaroj estas nomataj galaksiaj aroj. Galaksiaj aroj estas ofte dominataj fare de unu sola giganta elipsa galaksio kiu, post sufiĉe da tempo, englutas la satelitajn galaksiojn kaj kreskigas sian mason.

Superaroj estas grupoj enhavantaj dekmilojn aŭ centmilojn da galaksioj. Ili estas ĝenerale aranĝitaj laŭ preferaj direktoj, nomataj folioj kaj filamentoj, ĉirkaŭantaj grandegajn malplenajn regionojn. Pli grandskale, la universo aspektas izotropa kaj homogena. La spaco inter la galaksioj estas relative malplena, kun escepto de intergalaksiaj gasaj nuboj.

 Variaĵoj 
 Interagantaj galaksioj 
eta|dekstra|200ra|La Antenaj Galaksioj estas trairantaj kolizion kiu rezultos en ilia finfina kuniĝo.

Interagantaj galaksioj estas galaksioj, kiuj sin reciproke influas kaj pliigas siajn internajn aktivecojn. Interagoj okazas, se renkontas du aŭ pliaj galaksioj. Kuniganta forto estas la gravito kiu ankaŭ en grandaj distancoj efikas. El tio rezultas kuniĝoj de galaksioj aŭ specialaj formiĝoj kaj novaj konstelacioj de la partoprenantaj stelinsuloj. Okazas diversaj efikoj: galaksioj kuniĝas, speciale protogalaksioj, prefere en densaj regionoj de la universo ĉe malrapidaj relativaj rapidecoj. Elipsaj galaksioj plej ofte estas kuniĝaj produktoj de diskoformaj galaksioj, speciale spiralformaj galaksioj. Je pli rapidaj relativaj koliziaj rapidecoj la galaksioj sin trapasas. En kelkaj okazoj la galaksioj glitas unu preter la alia. Nun nur unu ĝis du % de la galaksioj estas ankoraŭ en procezo de kuniĝo. Indikoj estas, ke dum la unua tempo de la Universo, ĉirkaŭ unu miliardo post la praeksplodo la tiam multnombraj nanogalaksioj ofte kuniĝis.

Interagadoj inter galaksioj estas relative oftaj, kaj ili povas ludi gravan rolon en galaksia evoluo. Preskaŭ mistrafoj inter galaksioj rezultigas deformajn misprezentojn pro tajdaj interagoj, kiuj povas kaŭzi iun interŝanĝon de gaso kaj polvo.
 Kolizioj okazas kiam du galaksioj pasas rekte unu tra la alia kaj havas sufiĉan relativan impeton por ne kunfandiĝi. La steloj de interrilatantaj galaksioj kutime ne kolizias, sed la gaso kaj polvo ene de la du formoj interagadas, foje ekigante stelformadon. Kolizio povas grave distordi la formojn de la galaksioj, formante stangojn, ringojn aŭ vostosimilajn strukturojn.

Ĉe la ekstremaĵo de interagoj estas galaksiaj kuniĝoj, kie la relativaj impetoj de la galaksioj estas nesufiĉaj por permesi al ili pasi unu tra la alian. Anstataŭe, ili iom post iom kunfandiĝas por formi ununuran, pli grandan galaksion. Fuzioj povas rezultigi signifajn ŝanĝojn al la origina morfologio de la galaksioj. Se unu el la galaksioj estas multe pli masiva ol la alia, la rezulto estas konata kiel kanibalismo, kie la pli masiva kaj pli granda galaksio restas relative neĝenata, kaj la pli malgranda estas disŝirita. La Lakta Vojo estas nuntempe en la procezo de kanibaligo de la Sagitaria Nana Elipsa Galaksio kaj de la Canis Major Nana Galaksio.

 Stelburĝonaj galaksioj 
eta|maldekstre|200ra|M82, stelburĝona galaksio kiu havas dek fojojn la stelformadon de "normala" galaksio."Happy Sweet Sixteen, Hubble Telescope!". Hubble News Desk (Gazeteldono). NASA. 24a de Aprilo, 2006. Arkivita el la originalo la 27an de Aŭgusto, 2016. Alirita la 10an de Aŭgusto, 2006. 
Steloj estas kreitaj ene de galaksioj el rezervo de malvarma gaso kiu formas gigantajn molekulajn nubojn. Oni observis, ke kelkaj galaksioj formas stelojn je escepta rapideco, kiu estas konata kiel steleksplodo aŭ stelburĝono. Se ili daŭre faras tion, ili konsumus sian rezervon de gaso en tempoperiodo malpli ol la vivotempo de la galaksio. Tial steleksploda agado kutime daŭras nur proksimume dek milionojn da jaroj, relative mallonga periodo en la historio de galaksio. Steleksplodaj galaksioj estis pli oftaj dum la frua historio de la universo, sed daŭre kontribuas je ĉirkaŭ 15% al ​​totala stelproduktado. Kennicutt, Robert C. Jr.; et al. (2005). "Demographics and Host Galaxies of Starbursts". En De Grijs, Richard; González Delgado, Rosa M. (eld.). Starbursts: From 30 Doradus to Lyman Break Galaxies. Astrophysics and Space Science Library. Vol. 329. Dordrecht: Springer. pp. 187–194. Bibcode:2005ASSL..329..187K. doi:10.1007/1-4020-3539-X_33. ISBN 978-1-4020-3538-8. 

Stelburĝonaj galaksioj estas karakterizitaj per polvaj koncentriĝoj de gaso kaj la aspekto de ĵus formitaj steloj, inkluzive de masivaj steloj kiuj jonigas la ĉirkaŭajn nubojn por krei H II-regionojn. Tiuj steloj produktas eksplodojn de supernovaoj, kreante vastiĝantajn restaĵojn kiuj interagas potence kun la ĉirkaŭa gaso. Tiuj eksplodoj ekigas ĉenreakcion de stelkonstruado kiu disvastiĝas tra la gasa regiono. Nur kiam la disponebla gaso estas preskaŭ konsumita aŭ disigita, la agado finiĝas.

Steleksplodoj ofte estas rilataj al kunfandado aŭ interagado de galaksioj. La prototipa ekzemplo de tia stel-forma interagado estas M82, kiu spertis proksiman renkonton kun la pli granda M81. Neregulaj galaksioj ofte elmontras spacigitajn nodojn de steleksploda agado.

 Radiogalaksioj 
eta|Herkulo A, supergiganta elipsa radiogalaksio.

Radiogalaksio estas galaksio kun gigantaj regionoj de radioelsendado etendanta tre multe trans sia videbla strukturo. Tiuj energiaj radioloboj estas funkciigitaj per jetoj de sia aktiva galaksia nukleo. Radiogalaksioj estas klasifikitaj laŭ la klasifiko Fanaroff-Riley. La FR I-klaso havas pli malaltan radiolumecon kaj elmontras strukturojn kiuj estas pli longformaj; la FR II-klaso estas pli alta je radiolumeco. La korelacio de radiolumeco kaj strukturo sugestas ke la fontoj en tiuj du specoj de galaksioj povas malsami.

Radiogalaksioj ankaŭ povas esti klasifikitaj kiel gigantaj radiogalaksioj (GRGoj), kies radioelsendoj povas etendiĝi al skaloj de megaparsekoj (3.26 milionoj da lumjaroj). Alcioneo estas FR II-klasa malalt-ekscita radiogalaksio kiu havas la plej grandan observitan radioelsendon, kun lobaj strukturoj enhavantaj 5 megaparsekojn (16×106 lj). Kompare, alia samgranda giganta radiogalaksio estas 3C 236, kun loboj je 15 milionoj da lumjaroj laŭlarĝe. Oni devas tamen rimarki, ke radioelsendoj ne ĉiam estas konsiderataj parto de la ĉefa galaksio mem.

Giganta radiogalaksio estas speciala klaso de objektoj karakterizitaj per la ĉeesto de radioloboj generitaj per relativismaj jetoj funkciigitaj de la supermasiva nigra truo de la centra galaksio. Gigantaj radiogalaksioj diferencas de ordinaraj radiogalaksioj pro tio ke ili povas etendiĝi al multe pli grandaj skaloj, atingante supren al pluraj megaparsekoj laŭlarĝe, multe pli grandaj ol la diametroj de siaj gastigantaj galaksioj.

"Normala" radiogalaksio ne havas fonton kiu estas supermasiva nigra truo aŭ monstra neŭtrona stelo; anstataŭe la fonto estas sinkrotrona radiado de relativismaj elektronoj akcelitaj per supernovao. Tiuj fontoj estas kompare mallongdaŭraj, igante la radiospektron de normalaj radiogalaksioj aparte bona maniero studi stelformadon. 

 Aktivaj galaksioj 
eta|maldekstre|200ra|Jeto de partikloj estas elsendita el la kerno de la elipsa radiogalaksio M87.

Kelkaj observeblaj galaksioj estas klasifikitaj kiel "aktivaj" se ili enhavas aktivan galaksian nukleon (AGN).
 Grava parto de la totala energiproduktado de la galaksio estas elsendita per la aktiva nukleo anstataŭe de siaj steloj, polvo kaj interstela medio. Ekzistas multoblaj klasifik- kaj nomoskemoj por AGNoj, sed tiuj en la pli malaltaj intervaloj de lumeco estas nomitaj Seyfert-galaksioj, dum tiuj kun lumecoj multe pli grandaj ol tiu de la gastiganta galaksio estas konataj kiel kvazaŭ-stelaj objektoj aŭ kvazaroj. Modeloj de AGNoj sugestas ke signifa frakcio de ilia lumo estas ŝanĝita al malproksimaj infraruĝaj frekvencoj ĉar optika kaj UV-emisio en la nukleo estas absorbita kaj elsendita per polvo kaj gaso ĉirkaŭanta ĝin.

La norma modelo por aktivgalaksia nukleo estas bazita sur alkreska disko kiu formiĝas ĉirkaŭ supermasiva nigra truo (SMNT) ĉe la kernregiono de la galaksio. La radiado de aktiva galaksia nukleo rezultas de la gravita energio de materio kiam ĝi falas al la nigra truo de la disko. La lumeco de la AGN dependas de la maso de la SMNT kaj la rapideco laŭ kiu materio falas sur ĝin. En ĉirkaŭ 10% de tiuj galaksioj, diametre kontraŭa paro de energiaj jetoj elĵetas partiklojn de la galaksiokerno je rapidecoj proksimaj al la lumrapido. La mekanismo por produkti ĉi tiujn jetojn ne estas bone komprenita.

 Seyfert-galaksioj 

Seyfert-galaksioj estas unu el la du plej grandaj grupoj de aktivaj galaksioj, kune kun kvazaroj. Ili havas kvazaŭajn nukleojn (tre helaj, malproksimaj kaj brilaj fontoj de elektromagneta radiado) kun tre altaj surfacaj briloj; sed male al kvazaroj, iliaj gastigantaj galaksioj estas klare detekteblaj. Vidita per teleskopo, Seyfert-galaksio aperas kiel ordinara galaksio kun brila stelo supermetita sur la kerno. Seyfert-galaksioj estas dividitaj en du ĉefajn subtipojn surbaze de la frekvencoj observitaj en siaj spektroj.

 Kvazaroj 

Kvazaroj estas la plej energiaj kaj malproksimaj membroj de aktivaj galaksiaj nukleoj. Ekstreme helaj, ili unue estis identigitaj kiel altaj ruĝenŝoviĝaj fontoj de elektromagneta energio, inkluzive de radiondoj kaj videbla lumo, kiuj ŝajnis pli similaj al steloj ol al etenditaj fontoj similaj al galaksioj. Ilia lumeco povas esti 100 fojojn tiu de la Lakta Vojo. La plej proksima konata kvazaro, Markarian 231, estas proksimume 581 milionoj da lumjaroj de la Tero, dum aliaj estis malkovritaj tiom malproksime kiel UHZ1, proksimume 13.2 miliardojn da lumjaroj for. Kvazaroj estas rimarkindaj ĉar havigas la unuan pruvon de la fenomeno ke gravito povas funkcii kiel lenso por lumo.

 Historio 
En 1610, Galileo Galilei uzis unuafoje teleskopon por studi la luman zonon de la nokta ĉielo konata kiel la Lakta Vojo kaj malkovris ke ĝi konsistas el grandega nombro de malpli brilaj steloj. En lia traktato de 1755, Immanuel Kant, baziĝante sur antaŭa laboro de Thomas Wright, taksis ke la galaksio povus esti rotacianta sistemo kun grandega nombro da steloj, interligitaj per gravitaj fortoj, kiel la sunsistemo sed je skalo multe pli granda. Li ankaŭ konjektis ke iuj el la nebulozoj videblaj sur la nokta ĉielo povus esti aliaj galaksioj.

Fine de la 18-a jarcento, Charles Messier kompilis katalogon enhavantan la 110 plej lumajn nebulozojn, poste sekvata de pli larĝa katalogo de  nebulozoj kompilita fare de William Herschel. En 1845, Lordo Rosse konstruis novan teleskopon kiu distingebligis inter elipsaj kaj spiralaj nebulozoj. Li ankaŭ sukcesis vidi individuajn stelojn, pruvante ke Kant povus esti prava pri la ideo ke iuj nebulozoj estas ja apartaj galaksioj.

Ĝis la 20-a jarcento, ne estis ĝenerale akceptite ke iuj nebulozoj estas apartaj, foraj galaksioj. Dum la 1920-aj jaroj, Edwin Hubble, uzante pli fortan teleskopon, kapablis observi ke iuj nebulozoj estas formitaj el steloj kaj kalkulis ilian distancon, baziĝante sur la brileco de kelkaj cefeidaj variaj steloj renkontitaj tie. Tiel li pruvis ke ili estas ekstergalaksiaj objektoj ĉar la distanco al ili estis tro granda por esti ene de nia galaksio. La unuaj galaksioj identigitaj estis NGC 6822, en konstelacio Sagitario, en 1925, M33, spirala galaksio en la konstelacio Triangulo, en 1926 kaj M31, Andromeda galaksio, en 1929.

eta|maldekstre|Galaksio Abell 1835 IR1916, eble la plej fora konata galaksio, fotita de Teleskopo Hubble.

La unua provo priskribi la formon de la Lakta Vojo kaj la pozicion de la suno ene de ĝi apartenas al William Herschel kiu, en 1785 kalkulis la stelnombron en variaj regionoj de la ĉielo. Uzante pli rafinitan metodon, Jacobus Kapteyn, en 1920, alvenis al bildo de malgranda (15 kiloparsekoj) elipsoforma galaksio kun la suno proksime al la centro. Malsimila metodo uzata fare de Harlow Shapley, bazita sur katalogo de globaj stelaroj alkondukis al tute diferenca bildo: plata disko kun diametro de ĉirkaŭ 70 kiloparsekoj kaj la suno malproksime de la centro. Ambaŭ metodoj faris la eraron ne alkalkuli la lumabsorbon fare de la interstela polvo el la galaksia ebeno. Robert Julius Trumpler mezuris tiun ĉi efikon en 1930 per studado de malfermitaj stelaroj kaj sekve la nuntempa modelo de nia galaksio aperis.

En 1944, Hendrik van de Hulst antaŭvidis mikroondan radiadon je ondolongo de 21 cm, rezultantan el interstela atoma hidrogena gaso. Tiun ĉi radiadon oni observis en 1951. Ĉi radiado permesis pli detalan studon de la galaksio, ĉar ĝi ne estas afektata fare de la lumabsorbado fare de la interstela polvo kaj ĝia Doppler-ŝanĝo povas esti uzata por mapi la movon de gasoj en la Galaksio.
Dum la 1970-aj jaroj oni konkludis ke la tuta maso de la galaksioj ne akordas kun la rapideco de la rotacianta gaso; tiel oni proponis la ekziston de la malluma materio.

Dum la 1990-aj jaroj, la kosmoteleskopo Hubble produktis multajn novajn datojn pri galaksioj. Interalie ĝi pruvis ke la kvanto de la malluma materio en la galaksioj ne povas konsisti sole el mallumaj steloj. Ĝi fotografis la Profundan Kampon Hubble, montrante la ekziston de centoj da miliardoj da galaksioj en la observebla universo.
En 2004 la freŝe malkovrita galaksio Abell 1835 IR1916 fariĝis la plej fora observita galaksio.

 Etimologio 
eta|Andromeda galaksio vidata per X-radioj

La vorto galaksio devenas de la greka termino por la galaksio en kiu troviĝas la sunsistemo - kyklos galaktikos - kio signifas "lakta cirklo" kaj memorigas pri la aspekto de la galaksio sur la ĉielo. Kiam la astronomoj spekulativis pri tio, ke kelkaj objektoj, kiujn oni antaŭe klasis kiel spiralajn nebulozojn, estas fakte vastaj aroj da steloj, oni nomis tion "teorio pri insulaj universoj"; tio tamen estis misa nomo, ĉar universo signifas ĉion kio ekzistas. Sekve, tiu ĉi termino eksmodiĝis, anstataŭigita per ekuzo de la termino galaksio ĝenerale por nomi tiajn ĉi astrarojn.

 Referencoj 

 Vidu ankaŭ 

 Galaksiamaso
 Lakta Vojo
 Andromeda galaksio
 Magelanaj Nuboj
 Stephan-a Kvinopo
 Konstelacio
 Stelaro
 Supermasa nigra truo
 Kvazaro
 Interagantaj galaksioj
 Intergalaksia planedo
 Intergalaksia veturado
 Messier-katalogo
 NGC-katalogo


Kategorio:Astronomio