גלקסיות אליפטיות: היווצרות, מאפיינים, סוגים, דוגמאות - ארטה - 2025

גלקסיות אליפטיות הן עצמים אסטרונומיים אליפסואידי. בפנים, גלקסיות אלה הן ביתם של מיליוני כוכבים, כוכבי לכת, קצת גז, אבק ושפע אפל שופע, כולם קשורים בזכות כוח הכובד.

הם חסרים מבנה ברור והזוהר שלהם אחיד למדי, מכיוון שהכוכבים מופצים באופן קבוע לכיוון הקצוות, שם האור מתפזר בצורה חלקה בצורה של הילה קלושה מאוד.

איור 1. איור 1. הגלקסיה האליפטית הבהירה NGC 3610 בקבוצת הכוכבים אורסה מז'ור, שנראתה על ידי הטלסקופ האבל. מקור: Wikimedia Commons.

גיבוש ואבולוציה

אסטרופיסיקאים חשבו תחילה כי התמוטטות גדולה היא שהולידה גלקסיה אליפטית, שהולידה היווצרות כוכבים אינטנסיבית שבסופו של דבר נפסקה. השערה זו נתמכת בכך שהאוכלוסייה הכוכבית של גלקסיות אלה היא מבוגרת יותר מהסוגים האחרים.

לעומת זאת, בגלקסיות אליפטיות יש כמות מועטה של ​​גז ואבק, הידוע כחומר בין-כוכבי, שהוא בדיוק חומר הגלם הנחוץ ליצירת כוכבים חדשים.

אולם התצפיות הנוכחיות מאשרות כי למרות היציבות לכאורה, הגלקסיות אינן סטטיות. כוח הכובד גורם להם להתקשר זה עם זה באופן פעיל בכל פעם שיש הזדמנות.

מסיבה זו, השערה שולטת כיום כי לגלקסיות אליפטיות יש מקורות שונים וכי גלקסיות בעלות צורות אחרות עשויות להפוך לאליפטיות עם הזמן.

משיכת הכבידה עלולה לגרום להתנגשויות המייצרות מיזוג בסופו של דבר. אירועים בסדר גודל כזה אינם נדירים, מכיוון שכוח המשיכה פותח את הדלתות לאפשרות זו. יתר על כן, גלקסיות אליפטיות לרוב נמצאות באמצע אשכולות גלקטיים, שם יש הזדמנות ללכוד חומר ולהתמזג עם גלקסיות אחרות.

איור 2. איור 2. שתי הגלקסיות המתמזגות ידועות בשם "העכברים". הם נמצאים בקבוצת הכוכבים תרדמת ברניצה. מקור: Wikimedia Commons.NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC / LO), M.Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), צוות המדע ACS ו- ESA

זה מאושר על ידי העובדה שכוכבים כחולים צעירים התגלו בחלקם הפנימי של כמה גלקסיות אליפטיות - גלקסיות גמדיות כחולות - שהראו שהן אינן נטולות חומר בין-כוכבי לחלוטין.

עוד הוצע כי כאשר גלקסיות ספירלה משתמשות בחומר הגלם שלהן, הן מתפתחות לצורה עדשתית, כלומר צורת דיסק ללא זרועות ספירליות. התנגשויות רצופות עם גלקסיות אחרות יובילו לאובדן הדיסק והפיכתו לאליפסואיד.

מאפיינים כלליים

כדי לקבל קירוב לממדים ביקום, יחידות המרחק הנפוצות בכדור הארץ אינן מתאימות. באסטרונומיה שנת האור, הפרסק (pc) והקילופרסק (kpc) נמצאים בשימוש נפוץ:

1 kpc = 1000 pc = 3300 שנות אור

במדידת מסת האובייקטים ענקיים כמו גלקסיות משתמשים ביחידה הנקראת מסת שמש, המסומנת כ- M☉ שווה ערך ל 2 x 10 ^ 30 ק"ג.

לגבי המאפיינים הכלליים של גלקסיות אליפטיות, ברור שהמובחן ביותר הוא צורתם, החל מכדוריות כמעט עד אליפסואידים שטוחים מאוד.

כפי שהוסבר בהתחלה, גלקסיות אליפטיות מאוד לא מובנות. יש להם התפלגות קבועה למדי של צורת אליפסואידים והם מוקפים הילה זוהרת קלושה, במידה רבה יותר או פחות. חסר להם דיסק או מבנה אחר שבולט בצורה מדהימה.

הם יכולים להיות בעלי גלקסיות לוויין, גלקסיות קטנות בהרבה שנמצאות תחת שליטת הכבידה שלהן, אם כי זו אינה ייחודית לגלקסיות אליפטיות, מכיוון שבדרך החלב שלנו, גלקסיה ספירלית מסורגת, יש את העננים המגלניים כמו לוויינים.

בחלקם יש גם אשכולות כוכבים כדוריים, אותם ניתן לטעות בגלקסיות גמדיות אליפטיות. מבחינת קינמטיקה, הכוכבים המרכיבים גלקסיה אליפטית לעיתים קרובות עוקבים אחר מסלולי מסלול מורכבים ותנופה הזוויתית של הגלקסיה היא בעלת גודל נמוך.

מסה וממדים

יש המון שונות מבחינת הגודל. מכיוון שיש להם מעט מאוד גז ואבק בין-כוכבי, המסה של גלקסיה אליפטית היא מסה כוכבית. מספר הכוכבים יכול להשתנות מכמה מיליון כוכבים למיליון מיליון כוכבים.

הערכות עד היום מציגות קוטרים של 1-200 ק"פ ובמקרים חריגים מגה-פרץ 1 - כ -3 מיליון שנות אור.

בדרך כלל המסה נמצאת בטווח של 10 ^ 6-10 ^ 13 M☉. גלקסיות אליפטיות קטנות, המכונות גם גלקסיות גמדיות, נמצאות בשפע בקרבת גלקסיית שביל החלב שלנו.

בקצה השני נמצאות הגלקסיות האליפטיות הענקיות, בעלות הזוהר יוצא הדופן. למעשה, בכיתה זו יש הגלקסיות הגדולות הידועות ביותר, הנמצאות בדרך כלל במרכז אשכולות הגלקסיה, כך שאולי הן חייבות את גודלן העצום להתמזג עם הגלקסיות השכנות.

סוגים

האסטרונום אדווין האבל סיווג גלקסיות לפי צורתן וקבע חמישה תבניות בסיסיות. סיווגו כולל: ספירלות אליפטיות, עדשות, ספירליות, מסורגות ולא סדירות. מרבית הגלקסיות, בערך 90%, הן אליפטיות או ספירליות.

האבל הציב גלקסיות אליפטיות בתחילת תוכנית הסיווג שלו, והתייחס אליהן כ"גלקסיות מהסוג המוקדם "מכיוון שהוא האמין כי לימים הן התפתחו לצורות אחרות.

אם a הוא הציר למחצה העיקרי ו- b הציר למחצה מינורי של האליפסה, האליפטיות e ניתנת על ידי:

E = 1 - b / a

E הוא מדד מעיד על מידת השפל של האליפסה, למשל אם a ו- b קרובים מאוד, המנה b / a היא בערך 1 והאליפטיות היא אפס, וכתוצאה מכך גלקסיה כדורית.

הערך המקובל ביותר עבור E הוא 3 ובסיווג האבל, המקום הראשון משמאל תפוס על ידי גלקסיות כדוריות, המסומנות כ- E0, ואחריהן סוגי הביניים E1, E2, … עד שמגיעים ל- EN, כאשר N = 10 (1- b / a).

השטוחות הידועות ביותר מגיעות עד E7, שכן מעל ערך זה אבד מבנה הגלקסיה.

האבל עצמו שינה את סיווגו המקורי ככל שהגיע מידע נוסף. כך גם אסטרופיסיקאים אחרים שיכללו תכונות חדשות מלבד הצורה האליפסואידית בלבד. לשם כך נעשה שימוש באותיות אחרות וכן באותיות קטנות.

גלקסיות מרובעות (ארגזיות) ודיסקואידליות (סוערות)

מחוץ לרצף האבל, הציעו ראלף בנדר ושותפיו בשנת 1988 שני מונחים חדשים לסווג גלקסיות אליפטיות, שלא רק לוקחות בחשבון צורה, אלא גם מאפיינים חשובים מאוד אחרים.

באופן זה הם אוגדו ל"קופסאות "ו"דיסקים", שתורגמו בהתאמה לריבוע ודיסואידלי. סיווג זה נעשה תוך התחשבות בקווים האיזופוטיים, המצטרפים לנקודות עם אותה בהירות על פני השטח הגלקטי.

מעניין, שורות אלה אינן הולכות על צורה אליפטית. בחלק מהגלקסיות הם נוטים להיות מלבניים למדי ובאחרים הם לובשים צורה של דיסק, ומכאן השם.

לקרביים המרובעים יש בהירות רבה יותר, הם גדולים יותר ופעילים יותר, במובן זה שיש להם מקורות רדיו, כמו גם קרני רנטגן. Discoidal הם רגועים יותר בהיבט זה והבהירות שלהם נמוכה יותר.

כך שגם עם אותה סיווג ברצף האבל, שתי גלקסיות אליפטיות יכולות להיות בעלות מאפיינים שונים אם אחת מהן היא ארגזית או מרובעת והשנייה היא סתמית או דיסקויידית. אלה נוטים להיות בעלי סיבוב גבוה יותר, בעוד שה- boxy יכול להיות תוצאה של מיזוגים רבים ואינטראקציות גלקטיות.

גלקסיות אליפטיות מסוג cD

מדובר בגלקסיות אליפטיות כה כהות עד שאי אפשר לפספס אותן כשמדובר בנושא. הם יכולים להיות ברוחב מגה-פרסק 1 ונמצאים באמצע אשכולות גלקטיים.

גודלם נובע ככל הנראה מהעובדה שהם תוצאה של מיזוג של כמה גלקסיות: בין 10 ¹³ ל- 10 ¹⁴ M☉. יש להם גרעין מרכזי מאוד בהיר והם ביתם של מאות אלפי אשכולות כדוריים. בנוסף, יש להניח כי הם מכילים כמות גדולה של חומר אפל, הנחוץ כדי להסביר שהוא נשאר מגובש.

איור 3. השוואה בין גלקסיות בהן הגלקסיה האליפטית הקולוסלית IC 1101 בולטת. מקור: Wikimedia Commons.

הגדול מכולם עד כה הוא IC 1101 באשכול Abell 2029, במזל הכוכבים מזל בתולה. הוא התגלה על ידי ויליאם הרשל בשנת 1790 ואומדן קוטר מקסימלי של 6 מיליון שנות אור.

מכיוון שהליבה שלה פעילה ביותר, נראה שלא סביר שהיא מארחת צורות חיים, או לפחות לא כפי שאנחנו מכירים אותם בכדור הארץ.

דוגמאות

גלקסיות אליפטיות בדרך כלל נמצאות באמצע אשכולות הגלקסיה, המהוות אסוציאציות של גלקסיות גדולות יותר או פחות. בקבוצת הכוכבים מזל בתולה וב- Coma Berenice ישנם אשכולות בולטים.

מכיוון שרוב הגלקסיות כל כך רחוקות, קשה לעין לזהות אותן, אך באמצעות טלסקופים או אפילו משקפות באיכות טובה ניתן להבחין בין גלקסיות מכל הסוגים.

ברשת ישנם מפות רבות, כמו גם יישומים לגלות עצמים אסטרונומיים. בדרך כלל אין לגלקסיות שמות ראויים, למעט מעט חריגים כמו שביל החלב, אנדרומדה, מערבולת או גלקסיית מערבולת וגלקסיית סומבררו.

לרוב מצוין קוד קטלוג: קטלוג Messier (M), NGC או קטלוג כללי חדש וקטלוג אינדקס IC, עבור ראשי תיבות שלו באנגלית.

גלקסי M87

האובייקט הכוכב המכונה M87 (או NGC 4486) שייך לאשכול הגלקסיות בקבוצת הכינוי מזל בתולה. זוהי בין הגלקסיות האליפטיות הקרובות ביותר לכדור הארץ, המרוחקת כ -53 מיליון שנות אור, והיא מהסוג התיבה המתואר בסעיף הקודם. יש לו גרעין פעיל מאוד מבחינת תדר רדיו ופליטת פלזמה.

זה בערך פי שניים מהמסה של שביל החלב שלנו, לא כולל חומר אפל. אם ניתן היה לזהות זאת, M87 יתברר כמאסיבי פי 200 מכיוון שביל החלב. כ -12,000 אשכולות כדוריים זוהו ב- M87.

איור 4. גלקסיה M87 אליפטית שנראתה עם הטלסקופ האבל. מקור: Wikimedia Commons.

M87 פולט מטוס של חומר שאורכו כ -5,000 שנות אור, האמין שהוא מגיע מחור שחור ענקי ומוקף בחומר חם שאינו בדיוק במרכז.

גלקסי M32

זוהי גלקסיה אליפטית ננסית המלווה את אנדרומדה, בקונסטלציה של אותו שם. מכיוון שהוא מאוד קומפקטי ומסתובב סביב חפץ מסיבי מאוד, יש מומחים המציעים שהוא ליבת הגלקסיה העתיקה שנקבעה בגלל התמוטטות כבידה כלשהי.

איור 5. באיור נראה גלקסיית הספירלה של אנדרומדה, והגלקסיה הסגלגלה הקטנה M32 היא הנקודה הקטנה שמשמאל למרכז. מקור: Wikimedia Commons. טורבן הנסן

יתכן שבעת העת העתיקה הוא התנגש באנדרומדה עצמה, ובתמונות ניתן לראות כיצד הכוכבים החיצוניים של M32 נמשכים בצורה בלתי נסבלת לעבר שכנתם הגדולה יותר.

הפניות

1. קרול, ב. מבוא לאסטרופיזיקה מודרנית. 2. מַהֲדוּרָה. פירסון. 874-1037.
2. גָלַקסִיָה. התאושש מ: es.wikipedia.org
3. איך זה עובד. 2016. ספר החלל. 8. הוצאת אדמיין לדמיין בע"מ 134-150.
4. הגלקסיות. התאושש מ: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. מוטקס, גלקסיות ג '. אליפטיות. נשלח מ: docs.kde.org.
6. אוסטר, ל. 1984. אסטרונומיה מודרנית. הערכה Reverté. 315-394.
7. Pasachoff, J. 1992. כוכבים וכוכבי לכת. מדריכי שדה של פיטרסון. 148-154.
8. ויקיפדיה. גלקסיה אליפטית M87. התאושש מ: es.wikipedia.org.