Galaxia
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Una galaxia es una masiva, gravitacional limita el sistema que consiste en estrellas , remanentes estelares, y medio interestelar de gas y polvo, y, es la hipótesis, un importante pero mal entendido componente llamado materia oscura . La palabra galaxia se deriva de los griegos galaxias (γαλαξίας), literalmente "lechoso", una referencia a la Vía Láctea . Ejemplos de las galaxias van desde enanos con tan sólo diez millones de dólares (10 7) a estrellas gigantes con cien billones (10 14) estrellas, cada uno orbitando propia de su galaxia centro de masa .
Las galaxias contienen números variables de sistemas estelares, cúmulos estelares y los tipos de nubes interestelares. En medio de estos objetos es una escasa medio interestelar de gas, polvo y los rayos cósmicos. Los datos de observación sugieren que pueden existir agujeros negros supermasivos en el centro de muchas, si no todas, las galaxias. Se cree que es el principal impulsor de núcleos galácticos activos encontrados en el núcleo de algunas galaxias. La Vía Láctea parece albergar al menos uno de esos objetos.
Galaxias han sido clasificadas de acuerdo a su históricamente forma aparente; normalmente se conoce como su morfología visual. Una forma común es la galaxia elíptica, que tiene una elipse en forma de perfil de la luz. Las galaxias espirales tienen forma de disco con, brazos curvos polvorientos. Las personas con formas irregulares o inusuales se conocen como galaxias irregulares y por lo general se originan a partir de la interrupción por la fuerza gravitacional de galaxias vecinas. Estas interacciones entre galaxias cercanas, que en última instancia puede dar lugar a una fusión, a veces inducir un aumento significativo de los casos de formación de estrellas que lleva a galaxias de estallido estelar. Galaxias más pequeñas que carecen de una estructura coherente se denominan galaxias irregulares.
Probablemente hay más de 170 millones de dólares (1,7 x 10 11) de galaxias en el universo observable . La mayoría son de 1.000 a 100.000 parsecs de diámetro y estar separados por distancias del orden de millones de parsecs (o megaparsecs). Espacio intergaláctico (el espacio entre las galaxias) se llena con un gas tenue de una densidad media de menos de un átomo por metro cúbico. La mayoría de las galaxias se organizan en una jerarquía de las asociaciones conocidas como grupos y cúmulos, que a su vez suelen formar grandes supercúmulos. En la escala más grande , estas asociaciones se disponen generalmente en hojas y filamentos, que están rodeadas de inmensos huecos.
El 12 de diciembre de 2012, los astrónomos, trabajando con el Telescopio Espacial Hubble , informaron que el más conocida galaxia distante, UDFj-39546284, se estima ahora que ser aún más lejos de lo que se creía. La galaxia, que se estima que se han formado alrededor de "380 millones años" después del Big Bang (hace unos 13770 millones años), y tiene az ( redshift ) de 11.9, es de aproximadamente 13370 millones años luz de la Tierra.
Etimología
La palabra galaxia deriva del griego plazo para nuestra propia galaxia, galaxias (γαλαξίας, "uno láctea"), o kyklos Galaktikos ("círculo") ("lechosa") por su aparición como una banda de color más claro en el cielo. En la mitología griega , Zeus coloca su hijo nacido por una mujer mortal, el infante Heracles , en Pecho de Hera mientras duerme para que el bebé va a beber su leche divina y así se convertirá en inmortal. Hera se despierta durante la lactancia y luego se da cuenta que está amamantando a un bebé desconocido: ella empuja al bebé lejos y un chorro de su leche salpica el cielo de la noche, la producción de la banda débil de luz conocida como la Vía Láctea.
En la literatura astronómica, la palabra en mayúsculas 'Galaxy' se utiliza para referirse a nuestra galaxia, la Vía Láctea , para distinguirlo de los miles de millones de otras galaxias. El término Inglés Vía Láctea se remonta a una historia de Chaucer :
"Ver allá, he aquí que el Galaxyë
Qué hombres clepeth la Vía Wey,
Para hit es Whyt ".Geoffrey Chaucer. La Casa de la Fama, c. 1380.
Cuando William Herschel construyó su catálogo de objetos de cielo profundo en 1786, utilizó el nombre nebulosa espiral para ciertos objetos como M31 . Estos luego serían reconocidos como inmensos conglomerados de estrellas, cuando la distancia real de estos objetos comenzó a ser apreciado, y serían denominan universos isla. Sin embargo, la palabra Universo se entiende la totalidad de la existencia, por lo que esta expresión cayeron en desuso y los objetos en lugar a ser conocidos como galaxias.
Historia Observación
La comprensión de que vivimos en una galaxia, y que había, de hecho, muchas otras galaxias, Parallels descubrimientos que se hicieron sobre la Vía Láctea y otras nebulosas en el cielo nocturno.
Vía Láctea
La Filósofo griego Demócrito (450-370 aC) propuso que la banda brillante en el cielo nocturno conocido como la Vía Láctea podría consistir en estrellas distantes. Aristóteles (384-322 aC), sin embargo, cree que la Vía Láctea para ser causado por "el encendido de la exhalación de fuego de algunas estrellas que eran grandes, numerosas y muy juntos "y que el" encendido se lleva a cabo en la parte superior de la atmósfera, en el región del mundo que se continúa con los movimientos celestes "La. Filósofo neoplatónico Olimpiodoro el Joven (c. 495-570 dC) fue científicamente crítica de este punto de vista, con el argumento de que si la Vía Láctea fueron sublunar (situada entre la Tierra y la Luna) que debe aparecer diferente en distintos momentos y lugares de la Tierra, y que debe tener paralaje, que no lo hace. En su opinión, la Vía Láctea era celestial. Esta idea sería más tarde influyente en el Mundo islámico.
Según Mohani Mohamed, Astrónomo árabe Alhazen (965-1037) hizo el primer intento de observar y medir la paralaje de la Vía Láctea, y que por lo tanto "determinó que debido a que la Vía Láctea no tenía paralaje, estaba muy alejada de la Tierra y no pertenecer a la atmósfera." La Astrónomo persa Biruni (973-1048) propuso la galaxia de la Vía Láctea a ser "una colección de innumerables fragmentos de la naturaleza de las estrellas nebulosas." La Astrónomo andalusí Ibn Bajjah ("Avempace", d. 1138) propone que la Vía Láctea estaba compuesta por muchas estrellas que casi se tocan y parecen ser una imagen continua, debido al efecto de refracción de un material sublunar, citando su observación de la conjunción de Júpiter y Marte como evidencia de que esto ocurra cuando dos objetos están cerca. En el siglo 14, el nacido sirio- Ibn Qayyim propuso la galaxia de la Vía Láctea a ser "una miríada de pequeñas estrellas lleno juntos en la esfera de las estrellas fijas".
La prueba real de la Vía Láctea que consta de muchas estrellas se produjo en 1610 cuando el astrónomo italiano Galileo Galilei usó un telescopio para estudiar la Vía Láctea y descubrió que se compone de un gran número de estrellas débiles. En 1750 el astrónomo Inglés Thomas Wright, en su Una teoría original o nueva hipótesis del Universo, especuló (correctamente) que la galaxia podría ser un cuerpo en rotación de un gran número de estrellas que se mantienen unidas por fuerzas gravitacionales , similar al sistema solar, pero en una escala mucho más grande . El disco resultante de las estrellas puede ser visto como una banda en el cielo desde nuestra perspectiva el interior del disco. En un tratado en 1755, Immanuel Kant elabora sobre la idea de Wright acerca de la estructura de la Vía Láctea.
El primer intento de describir la forma de la Vía Láctea y la posición del Sol en el que se llevó a cabo por William Herschel en 1785 contando cuidadosamente el número de estrellas en diferentes regiones del cielo. Produjo un diagrama de la forma de la galaxia con el sistema solar cerca del centro. Utilizando un enfoque de refinado, Aunqe en 1920 llegó a la imagen de un pequeño (diámetro de unos 15 kiloparsecs) galaxia elipsoide con el Sol cerca del centro. Un método diferente por Harlow Shapley basado en la catalogación de los cúmulos globulares conducido a una imagen radicalmente diferente: un disco plano con un diámetro de aproximadamente 70 kiloparsecs y el Sol está lejos del centro. Ambos análisis no tuvo en cuenta la absorción de luz por interestelares de polvo presente en el plano galáctico, pero después Robert Julius Trumpler cuantifica este efecto en 1930 mediante el estudio de los cúmulos abiertos , surgió la imagen actual de nuestra galaxia, la Vía Láctea,.
Distinción de otras nebulosas
En el siglo 10, el astrónomo persa Al-Sufi hizo la observación registrada más temprana de la galaxia de Andrómeda , y lo describió como una "pequeña nube". Al-Sufi, que publicó sus conclusiones en su Libro de las estrellas fijas en 964, también identificó la Gran Nube de Magallanes, que es visible desde Yemen , aunque no desde Isfahan; no fue visto por los europeos hasta Magallanes voyage 's en el siglo 16. La Galaxia de Andrómeda fue redescubierto independientemente por Simon Marius en 1612. Estas son las únicas galaxias fuera de la Vía Láctea que son fácilmente visibles a simple vista, por lo que fueron las primeras galaxias que se observan desde la Tierra. En 1750 Thomas Wright, en su Una teoría original o nueva hipótesis del Universo, especuló (correctamente) que la Vía Láctea era un disco aplanado de estrellas, y que algunos de los nebulosas visibles en el cielo nocturno podría ser Vías Lácteas separadas. En 1755, Immanuel Kant introdujo el término "isla Universo" de estas nebulosas distantes.
Hacia el final del siglo 18, Charles Messier compiló un catálogo que contiene el 109 nebulosas más brillantes (objetos celestes con una apariencia nebulosa), seguida más tarde por un catálogo más amplio de 5.000 nebulosas reunidos por William Herschel. En 1845, Lord Rosse construyó un nuevo telescopio y fue capaz de distinguir entre las nebulosas elípticas y espirales. También logró distinguir las fuentes puntuales individuales en algunas de estas nebulosas, dando crédito a la conjetura antes de Kant.
En 1912, Vesto Slipher hizo estudios espectrográficos de los más brillantes nebulosas espirales para determinar si se hicieron de los productos químicos que se esperaría en un sistema planetario. Sin embargo, Slipher descubrió que las nebulosas espirales tenía grandes desplazamientos hacia el rojo, lo que indica que se alejaban a un ritmo mayor que la Vía Láctea de velocidad de escape. Por lo tanto no eran gravitacionalmente unida a la Vía Láctea, y era poco probable que una parte de la galaxia.
En 1917, Heber Curtis había observado una nova S Andromedae dentro de la "Gran Andrómeda nebulosa "(como la galaxia de Andrómeda, Objeto más sucio M31 , era conocido). Buscando el registro fotográfico, encontró 11 más novas. Curtis se dio cuenta de que estas novas eran, en promedio, 10 magnitudes más débiles que los ocurridos dentro de nuestra galaxia. Como resultado, él fue capaz de llegar a una estimación de la distancia de 150.000 parsecs. Se convirtió en un defensor de la llamada hipótesis de "universos isla", que sostiene que las nebulosas espirales son en realidad galaxias independientes.
En 1920 la llamada Gran Debate tuvo lugar entre Harlow Shapley y Heber Curtis, sobre la naturaleza de la Vía Láctea, nebulosas espirales, y las dimensiones del Universo. Para apoyar su afirmación de que la Gran Nebulosa de Andrómeda era una galaxia externa, Curtis observó la aparición de carriles oscuros se asemejan a las nubes de polvo en la Vía Láctea, así como la significativa Desplazamiento Doppler.
El asunto se resolvió de manera concluyente a principios de 1920. En 1922, el estonio astrónomo Ernst Öpik dio una determinación de la distancia que apoya la teoría de que la Nebulosa de Andrómeda es de hecho un objeto extra-galáctico distante. Usando el nuevo 100 pulgadas Monte Telescopio Wilson, Edwin Hubble fue capaz de resolver las partes exteriores de algunas nebulosas espirales como colecciones de estrellas individuales e identificó algunos Cefeidas variables, lo que le permite estimar la distancia a la nebulosa: eran demasiado distante para ser parte de la Vía Láctea. En 1936 Hubble produjo un sistema de clasificación de galaxias que se utiliza para el día de hoy, la Secuencia de Hubble.
La investigación moderna
En 1944, Hendrik van de Hulst predijo radiación de microondas a una longitud de onda de 21 cm resultantes de atómica interestelar de hidrógeno gas; esta radiación se observó en 1951. La radiación permitida para mucho estudio mejorada de la Vía Láctea, ya que no está afectada por la absorción de polvo y su desplazamiento Doppler puede usarse para mapear el movimiento del gas en la galaxia. Estas observaciones llevaron a la postulación de una rotación estructura de la barra en el centro de la galaxia. Con la mejora de los telescopios de radio , el gas de hidrógeno también podría ser rastreado en otras galaxias.
En la década de 1970 se descubrió en El estudio de Vera Rubin de la velocidad de rotación del gas en las galaxias que la masa visible totales (de las estrellas y el gas) no tiene en cuenta adecuadamente para la velocidad del gas en rotación. Este problema de rotación de galaxias se piensa que se explica por la presencia de grandes cantidades de invisible materia oscura .
A partir de la década de 1990, el telescopio espacial Hubble produjo mejores observaciones. Entre otras cosas, se estableció que la materia oscura que falta en nuestra galaxia no puede únicamente consistir estrellas intrínsecamente débiles y pequeños. El Campo Profundo del Hubble , una muy larga exposición de una parte relativamente vacío del cielo, proporcionó evidencia de que hay cerca de 125 mil millones (1,25 × 10 11) de galaxias en el Universo. La tecnología mejorada en la detección de la espectros invisibles para los humanos (telescopios de radio, cámaras infrarrojas, y telescopios de rayos X) permitir la detección de otras galaxias que no son detectados por el Hubble. En particular, los estudios de galaxias en el Zona de evitación (la región del cielo bloqueado por la Vía Láctea), han puesto de manifiesto una serie de nuevas galaxias.
Tipos y morfología
Las galaxias vienen en tres tipos principales: elípticas, espirales, e irregulares. Un poco más extensa descripción de los tipos de galaxias basado en su aspecto está dado por la Secuencia de Hubble. Desde la secuencia de Hubble se basa enteramente en el tipo morfológico visual, puede perder algunas características importantes de las galaxias como tasa de formación de estrellas (en las galaxias de estallido estelar) y la actividad en el núcleo (en galaxias activas).
Elípticas
Los tipos de sistema de clasificación de Hubble galaxias elípticas sobre la base de su elipticidad, que van desde E0, siendo casi esférica, hasta E7, que es altamente alargada. Estas galaxias tienen un perfil elipsoidal, dándoles una apariencia elíptica independientemente del ángulo de visión. Su apariencia muestra escasa estructura y por lo general tienen relativamente poco materia interestelar. En consecuencia, estas galaxias también tienen una parte baja de los cúmulos abiertos y un tipo reducido de formación de nuevas estrellas. En su lugar, están dominados por lo general más viejo, más evolucionado estrellas que orbitan el centro de gravedad común en direcciones aleatorias. Las estrellas contienen bajas abundancias de elementos pesados, porque la formación de estrellas cesa después de la explosión inicial. En este sentido, tienen cierta similitud con los mucho más pequeños cúmulos globulares .
Las galaxias más grandes son elípticas gigantes. Muchas galaxias elípticas se cree que forman debido a la la interacción de las galaxias, resultando en una colisión y fusión. Pueden crecer a tamaños enormes (en comparación con las galaxias espirales, por ejemplo), y las galaxias elípticas gigantes se encuentran a menudo cerca del núcleo de grandes cúmulos de galaxias. Galaxias Starburst son el resultado de una colisión tales galáctico que puede resultar en la formación de una galaxia elíptica.
Espirales
Las galaxias espirales consisten en un disco giratorio de las estrellas y del medio interestelar, junto con una protuberancia central de estrellas generalmente mayores. Extendiéndose hacia fuera desde el protuberancia son brazos relativamente brillantes. En el esquema de clasificación de Hubble, las galaxias espirales se engloban en el tipo S, seguido de una letra (a, b, o c) que indica el grado de apriete de los brazos en espiral y el tamaño de la protuberancia central. Una galaxia Sa bien ha de heridas, brazos mal definidos y posee una región central relativamente grande. En el otro extremo, una galaxia Sc tiene abiertas, los brazos bien definidos y una región central pequeña. Una galaxia con los brazos mal definidos se refiere a veces como una floculante galaxia espiral; en contraste con el gran diseño galaxia espiral que tiene brazos prominentes y bien definidas en espiral.
En las galaxias espirales, los brazos espirales tienen forma de aproximación espirales logarítmicas, un patrón que se puede demostrar teóricamente que el resultado de una perturbación en una masa en rotación uniforme de las estrellas. Como las estrellas, los brazos espirales giran alrededor del centro, pero lo hacen con una constante de velocidad angular . Los brazos espirales se cree que son las zonas de materia de alta densidad, o " ondas de densidad ". Como estrellas se mueven a través de un brazo, la velocidad espacial de cada sistema estelar se modifica por la fuerza gravitacional de la densidad más alta. (la velocidad vuelve a la normalidad después de las estrellas salen en el otro lado del brazo.) Este efecto es similar a una "ola" de la desaceleración que se mueven a lo largo de una carretera llena de coches en movimiento. Los brazos son visibles debido a la alta densidad facilita la formación de estrellas, y por lo tanto, que albergan muchas estrellas brillantes y jóvenes.
La mayoría de las galaxias espirales tienen una banda lineal, en forma de barra de estrellas que se extiende hacia fuera a cada lado del núcleo, a continuación, se funde en la estructura de brazo espiral. En el esquema de clasificación de Hubble, éstos se designan con un SB, seguido por una letra minúscula (a, b o c) que indica la forma de los brazos espirales (en la misma manera que la categorización de las galaxias espirales normales). Las barras se cree que son estructuras temporales que pueden ocurrir como resultado de una onda de densidad que irradia hacia el exterior desde el núcleo, o bien debido a una la interacción de las mareas con otra galaxia. Muchas galaxias espirales barradas son activos, posiblemente como resultado de gas que se canaliza en el núcleo a lo largo de los brazos.
Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea , es una gran forma de disco de la galaxia espiral barrada-sobre 30 kiloparsecs de diámetro y un espesor kiloparsec. Contiene alrededor de doscientos mil millones (2 × 10 11) estrellas y tiene una masa total de alrededor de 600 mil millones (6 × 10 11) veces la masa del Sol
Otras morfologías
Galaxias peculiares formaciones galácticas que desarrollan propiedades inusuales debido a las interacciones de marea con otras galaxias. Un ejemplo de esto es la galaxia anillo, que posee una estructura similar a un anillo de estrellas y medio interestelar que rodean un núcleo desnudo. Una galaxia anillo se cree que ocurre cuando una galaxia más pequeña pasa por el núcleo de una galaxia espiral. Tal evento puede haber afectado a la Galaxia de Andrómeda , ya que muestra una estructura multi-anillo-como cuando se ve en la radiación infrarroja.
La galaxia lenticular es una forma intermedia que tiene propiedades de ambas galaxias elípticas y espirales. Estos se clasifican como tipo Hubble S0, y poseen brazos espirales mal definidas con un halo de elíptica de estrellas. ( Galaxias lenticulares barradas reciben Hubble clasificación SB0.)
Además de las clasificaciones mencionadas anteriormente, hay una serie de galaxias que no se pueden clasificar fácilmente en una morfología elíptica o en espiral. Estos se clasifican como galaxias irregulares. Una galaxia Irr-I tiene cierta estructura, pero no se alinea limpiamente con el esquema de clasificación de Hubble. Galaxias Irr-II no poseen ninguna estructura que se asemeja a una clasificación de Hubble, y pueden haber sido interrumpidos. Cerca de ejemplos de (enanos) galaxias irregulares incluyen la Nubes de Magallanes.
Enanos
A pesar de la importancia de las grandes galaxias elípticas y espirales, la mayoría de las galaxias en el Universo parecen ser las galaxias enanas. Estas galaxias son relativamente pequeñas en comparación con otras formaciones galácticas, siendo aproximadamente una centésima parte del tamaño de la Vía Láctea, que contiene sólo unos pocos millones de estrellas. Galaxias enanas ultra-compacto se han descubierto recientemente que están a sólo 100 parsecs de ancho.
Muchas galaxias enanas pueden orbitar una única galaxia más grande; la Vía Láctea tiene al menos una docena de satélites, con un estimado de 300 a 500 aún por descubrir. Las galaxias enanas también pueden ser clasificados como elíptica, espiral, o irregular. Dado que las pequeñas galaxias elípticas enanas parecen poco a las grandes elípticas, que a menudo son llamados galaxias enanas esferoidales en su lugar.
Un estudio de 27 vecinos de la Vía Láctea encontró que en todas las galaxias enanas, la masa central es de aproximadamente 10 millones de dólares masas solares, con independencia de que la galaxia tiene miles o millones de estrellas. Esto ha llevado a la sugerencia de que las galaxias se forman en gran medida por la materia oscura , y que el tamaño mínimo puede indicar una forma de cálido y oscuro asunto incapaz de coalescencia gravitacional en una escala más pequeña.
Dinámicas y actividades inusuales
Interactuando
La separación media entre las galaxias dentro de un grupo es un poco más de una orden de magnitud mayor que su diámetro. Por lo tanto las interacciones entre estas galaxias son relativamente frecuentes, y desempeñan un papel importante en su la evolución. Conatos entre galaxias provocan distorsiones de deformación debido a interacciones de marea, y pueden causar algo de intercambio de gas y polvo.
Las colisiones se producen cuando dos galaxias pasar directamente a través de los demás y tener un impulso suficiente relativa no a fusionarse. Las estrellas dentro de estas galaxias en interacción típicamente pasar directamente a través sin chocar. Sin embargo, el gas y el polvo dentro de las dos formas van a interactuar. Esto puede desencadenar estallidos de formación estelar como el medio interestelar se altera y se comprime. Una colisión puede distorsionar seriamente la forma de una o ambas galaxias, formando barras, anillos o estructuras en forma de cola.
En el extremo de las interacciones son las fusiones galácticas. En este caso el impulso relativo de las dos galaxias es insuficiente para permitir que las galaxias que pasan a través de unos a otros. En cambio, poco a poco se unen para formar una sola galaxia, más grande. Las fusiones pueden dar lugar a cambios significativos en la morfología, en comparación con las galaxias originales. En el caso en que una de las galaxias es mucho más masiva, sin embargo, el resultado se conoce como canibalismo. En este caso, la galaxia más grande permanecerá relativamente inalterada por la fusión, mientras que la galaxia más pequeña está desgarrado. La Vía Láctea se encuentra actualmente en proceso de canibalizar el Sagitario Enano Galaxia elíptica y la Can Mayor Galaxia Enana.
Starburst
Las estrellas se crean dentro de las galaxias de una reserva de gas frío que se forma en el gigante nubes moleculares. Algunas galaxias se han observado para formar estrellas a un ritmo excepcional, conocido como un starburst. ¿Deben seguir haciéndolo, sin embargo, que consumirían sus reservas de gas en un plazo inferior a la duración de vida de la galaxia. De ahí que la actividad estelar suele durar sólo unos diez millones de años, un período relativamente breve en la historia de una galaxia. Galaxias Starburst fueron más comunes durante la historia temprana del Universo, y, en la actualidad, todavía contribuyen un 15% a la tasa de producción estrella total.
Galaxias Starburst se caracterizan por concentraciones de polvo de gas y la aparición de estrellas recién formadas, incluyendo estrellas masivas que ionizan las nubes circundantes para crear regiones H II . Estas estrellas masivas producen supernova explosiones, lo que resulta en la expansión restos que interactúan fuertemente con el gas circundante. Estas explosiones provocan una reacción en cadena de la construcción de la estrella que se extiende por toda la región gaseosa. Sólo cuando el gas disponible está casi consumido o dispersa hace la actividad starburst llegado a su fin.
Starbursts se asocian a menudo con la fusión o galaxias en interacción. El ejemplo prototipo de una interacción tal starburst de formación es M82, que experimentó un encuentro cercano con la mayor M81. Las galaxias irregulares a menudo presentan nudos espaciados de actividad starburst.
Núcleo activo
Una parte de las galaxias que podemos observar se clasifican como activo. Es decir, una porción significativa de la producción total de energía de la galaxia es emitida por una fuente distinta de la estrellas, polvo y medio interestelar.
El modelo estándar para una núcleo galáctico activo se basa en una disco de acreción que se forma alrededor de un agujero negro supermasivo (SMBH) en la región central. La radiación de un núcleo galáctico activo resulta de la energía gravitacional de la materia que cae hacia el agujero negro del disco. En aproximadamente el 10% de estos objetos, un par diametralmente opuesto de chorros de partículas energéticas expulsa desde el núcleo a velocidades cercanas a la velocidad de la luz . El mecanismo para la producción de estos aviones todavía no se entiende bien.
Las galaxias activas que emiten radiación de alta energía en la forma de los rayos X se clasifican como Galaxias Seyfert o quasars, dependiendo de la luminosidad. Blazars se cree que son una galaxia activa con un Jet que se apunta en la dirección de la Tierra. La radio galaxia emite frecuencias de radio de chorros relativistas. Un modelo unificado de estos tipos de galaxias activas explica sus diferencias en función del ángulo de visión del observador.
Posiblemente relacionado con los núcleos galácticos activos (así como regiones starburst) son bajo ionización nucleares regiones de emisión de línea (forros). La emisión de las galaxias de tipo LINER está dominado por débilmente ionizados elementos. Aproximadamente un tercio de las galaxias cercanas se clasifican como conteniendo núcleos LINER.
Formación y evolución
El estudio de la formación y evolución galáctica intenta responder a preguntas acerca de cómo se formaron las galaxias y su trayectoria evolutiva sobre la historia del Universo. Algunas teorías en este campo se han convertido en ampliamente aceptadas, pero todavía es un área activa en la astrofísica .
Formación
Modelos cosmológicos actuales de los inicios del universo se basan en el Big Bang teoría. Unos 300.000 años después de este acontecimiento, los átomos de hidrógeno y helio comenzaron a formar, en un evento llamado recombinación. Casi todo el hidrógeno era neutral luz (no ionizado) y se absorbe fácilmente, y no hay estrellas aún no se había formado. Como resultado de este período se ha llamado el " Edad Oscura ". Fue a partir de las fluctuaciones de densidad (o irregularidades anisotrópicos) en esta materia primordial que estructuras más grandes comenzaron a aparecer. Como resultado, las masas de materia bariónica comenzó a condensarse dentro de fríos halos de materia oscura. Estas estructuras primordiales larga serían las galaxias que vemos hoy en día.
La evidencia de la aparición temprana de las galaxias fue encontrado en 2006, cuando se descubrió que la galaxia IOK-1 tiene un inusualmente alto desplazamiento al rojo de 6,96, lo que corresponde a sólo 750 millones de años después del Big Bang y lo que es la galaxia más distante y primordial visto todavía. Mientras que algunos científicos han afirmado otros objetos (como Abell 1835 IR1916) tienen desplazamientos al rojo más altos (y por lo tanto se ven en una etapa más temprana de la evolución del Universo), la edad y la composición de IOK-1 se han establecido de manera más fiable. La existencia de tales principios protogalaxias sugiere que deben haber crecido en los llamados "Edad Oscura". Sin embargo, en diciembre de 2012, los astrónomos informaron que el UDFj-39546284 galaxia es la galaxia más distante conocido y tiene un valor de desplazamiento al rojo de 11,9. La galaxia, que se estima haber existido alrededor de "380 millones años" después del Big Bang (hace unos 13770 millones años), es de unos 13370 millones de años luz de distancia.
El proceso detallado por el cual se produjo la formación de galaxias tales principios es una pregunta abierta importante en la astronomía. Las teorías pueden dividirse en dos categorías: de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba. En las teorías de arriba hacia abajo (como el modelo Eggen-Lynden-Bell-Sandage [ELS]), protogalaxias forman en un colapso simultáneo a gran escala que dura alrededor de cien millones de años. En las teorías de abajo hacia arriba (como el modelo Searle-Zinn [SZ]), pequeñas estructuras como los cúmulos globulares se forman primero, y luego un número de tales cuerpos van acumulando para formar una galaxia más grande.
Una vez protogalaxias comenzaron a formarse y el contrato, el primero estrellas del halo (llamados Población III estrellas) apareció dentro de ellos. Estas estaban compuestas casi enteramente de hidrógeno y helio, y pueden haber sido masiva. Si es así, estas grandes estrellas tendrían consumido rápidamente su suministro de combustible y se convirtió en supernovas , la liberación de elementos pesados en el medio interestelar. Esta primera generación de estrellas re-ioniza el hidrógeno neutro circundante, la creación de la expansión de las burbujas de espacio a través del cual la luz puede viajar fácilmente.
Evolución
Dentro de mil millones de años de formación de una galaxia, estructuras clave comienzan a aparecer. Los cúmulos globulares , el agujero negro supermasivo en el centro, y un bulbo galáctico de pobres en metales Población II se forman las estrellas. La creación de un agujero negro supermasivo parece desempeñar un papel clave en la regulación activamente el crecimiento de las galaxias, al limitar la cantidad total de materia adicional añadido. Durante esta época temprana, galaxias experimentan un importante estallido de formación estelar.
Durante los dos millones de años, la materia acumulada se asienta en un disco galáctico. Una galaxia continuará absorbiendo el material que cae desde de alta velocidad de las nubes y galaxias enanas lo largo de su vida. Este asunto es principalmente hidrógeno y helio. El ciclo de nacimiento y muerte estelar aumenta lentamente la abundancia de elementos pesados, lo que, finalmente, el formación de planetas .
Hubble eXtreme Deep Field (XDF)
La evolución de las galaxias puede ser afectada significativamente por las interacciones y colisiones. Las fusiones de galaxias eran comunes durante principios de la época, y la mayoría de las galaxias eran peculiar morfología. Dadas las distancias entre las estrellas, la gran mayoría de los sistemas estelares en galaxias en colisión no se verá afectada. Sin embargo, el decapado gravitatorio del gas interestelar y polvo que compone los brazos espirales produce una larga serie de estrellas conocidas como colas de marea. Ejemplos de estas formaciones pueden verse en NGC 4676 o la Galaxias Antenas.
Como ejemplo de esta interacción, la galaxia de la Vía Láctea y la vecina galaxia de Andrómeda se están moviendo hacia la otra a unos 130 km / s, y dependiendo de los movimientos laterales, los dos pueden colisionar en unos cinco a seis millones de años. Aunque la Vía Láctea nunca ha chocado con una galaxia tan grande como Andrómeda antes, la evidencia de colisiones pasadas de la Vía Láctea con galaxias enanas más pequeños va en aumento.
Tales interacciones a gran escala son raras. A medida que pasa el tiempo, las fusiones de dos sistemas de igual tamaño se vuelven menos comunes. Más galaxias brillantes han variado en los últimos mil millones de años, y la tasa neta de formación estelar, probablemente, también alcanzó su punto máximo hace unos diez millones de años.
Tendencias de futuro
En la actualidad, la mayor formación estelar ocurre en las galaxias más pequeñas, donde el gas frío no está tan empobrecido. Las galaxias espirales, como la Vía Láctea, sólo producen nuevas generaciones de estrellas, siempre y cuando tengan densa nubes moleculares de hidrógeno interestelar en sus brazos espirales. Las galaxias elípticas son ya en gran parte desprovista de este gas, y así no se forman nuevas estrellas. El suministro de material de formación de estrellas es finito; una vez que las estrellas han convertido la oferta disponible de hidrógeno en elementos más pesados, nueva formación estelar llegará a su fin.
Se espera que la actual era de la formación de estrellas a continuar por hasta cien millones de años, y luego la "era estelar" será relajarse después de aproximadamente diez billón hasta cien billón años (10 13 -10 14 años), como el más pequeño, más tiempo llevaba en estrellas vivido en nuestra astrosphere, diminutas enanas rojas , comienzan a desvanecerse. Al final de la edad estelar, galaxias se componen de objetos compactos: enanas marrones, enanas blancas que se están enfriando o fríos (" enanas negras "), estrellas de neutrones y agujeros negros . Con el tiempo, como consecuencia de la relajación de la gravedad, todas las estrellas serán bien caer en los agujeros negros supermasivos centrales o ser arrojado al espacio intergaláctico como resultado de colisiones.
Estructuras de mayor escala
Encuestas de cielo profundo muestran que las galaxias se encuentran a menudo en relativamente estrecha asociación con otras galaxias. Galaxias Solitarios que no han interactuado de manera significativa con otra galaxia de masa comparable durante los últimos mil millones de años son relativamente escasos. Sólo alrededor del 5% de las galaxias estudiados se han encontrado para ser verdaderamente aislada; Sin embargo, estas formaciones aisladas pueden haber interactuado e incluso se fusionó con otras galaxias en el pasado, y todavía se pueden orbitado por pequeñas galaxias satélite. Galaxias aisladas pueden producir estrellas a un ritmo mayor de lo normal, ya que el gas no está siendo despojado por otras galaxias cercanas.
En la escala más grande, el Universo está en continua expansión, dando lugar a un incremento medio de la separación entre galaxias individuales (véase la ley de Hubble ). Asociaciones de galaxias pueden superar esta expansión a escala local a través de su atracción gravitacional mutua. Estas asociaciones constituidas al principio del Universo, como cúmulos de materia oscura sacaron sus respectivas galaxias juntas. Grupos, se encuentra cerca más tarde se fusionaron para formar grupos de mayor escala. Este continuo proceso de fusión (así como una afluencia de gas que cae) calienta el gas intergaláctico dentro de un grupo a temperaturas muy altas, alcanzando 30-100 megakelvins . Acerca de 70-80% de la masa en un clúster está en la forma de la materia oscura, con 10 a 30% que consiste en que este gas se calienta y el restante pequeño tanto por ciento de la materia en forma de galaxias.
La mayoría de las galaxias en el Universo están gravitacionalmente unidas a una serie de otras galaxias. Estos forman un fractal jerarquía -como de estructuras agrupadas, con los más pequeños tales asociaciones ser denominados grupos. Un grupo de galaxias es el tipo más común de cúmulo galáctico, y estas formaciones contiene la mayoría de las galaxias (así como la mayoría de la masa bariónica) en el Universo. Para seguir siendo gravitacionalmente unido a un grupo de este tipo, cada galaxia miembro debe tener una velocidad suficientemente baja para evitar que se escape (ver teorema virial). Si no hay suficiente energía cinética , sin embargo, el grupo puede evolucionar hacia un menor número de galaxias a través de fusiones.
Estructuras más grandes que contienen muchos miles de galaxias empaquetan en un área de unos megaparsecs través se llaman cúmulos. Los racimos de galaxias son a menudo dominados por una única galaxia elíptica gigante, conocida como la galaxia más brillante cúmulo, que, con el tiempo, destruye las mareas sus galaxias satélite y añade su masa a los suyos.
Supercúmulos contienen decenas de miles de galaxias, que se encuentran en grupos, los grupos y en ocasiones de forma individual. En la escala supercúmulo , las galaxias están dispuestas en hojas y filamentos que rodean enormes huecos vacíos. Por encima de esta escala, el Universo parece ser isotrópico y homogénea.
La Vía Láctea es un miembro de una asociación llamada el Grupo Local, un grupo relativamente pequeño de galaxias que tiene un diámetro de aproximadamente un megaparsec. La Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda son las dos galaxias más brillantes dentro del grupo; muchas de las otras galaxias miembros son compañeros enanos de estas dos galaxias. El propio Grupo Local es una parte de una estructura similar a una nube en el supercúmulo de Virgo, una gran estructura, extendida de grupos y cúmulos de galaxias centradas en el Cúmulo de Virgo.
Observación multi-longitud de onda
Después se encontraron galaxias externas a la Vía Láctea de existir, las observaciones iniciales se realizaron sobre todo usando la luz visible. La radiación pico de la mayoría de estrellas se encuentra aquí, por lo que la observación de las estrellas que forman las galaxias ha sido un componente importante de la astronomía óptica. También es favorable una porción del espectro para la observación de ionizado regiones H II , y para examinar la distribución de los brazos polvorientos.
La el polvo presente en el medio interestelar es opaco a la luz visible. Es más transparente para el infrarrojo lejano, que se puede utilizar para observar las regiones del interior de las nubes moleculares gigantes y núcleos galácticos en gran detalle. Infrarrojo también se utiliza para observar lejanos, desplazadas al rojo de galaxias que se formaron mucho antes en la historia del Universo. El vapor de agua y dióxido de carbono absorben varias partes útiles del espectro infrarrojo, por lo que gran altitud o telescopios espaciales se utilizan para la astronomía infrarroja.
El primer estudio no visual de las galaxias, en particular las galaxias activas, se realizó mediante frecuencias de radio. La atmósfera es casi transparente a la radio entre 5 MHz y 30 GHz. (El bloquea la ionosfera señales por debajo de este rango.) grandes de radio interferómetros se han utilizado para mapear los chorros activos emitidos desde los núcleos activos. radiotelescopios también se pueden utilizar para observar hidrógeno neutro ( vía 21 cm de radiación), incluyendo, potencialmente, el asunto no ionizado en el Universo temprano que tarde colapsó para formar galaxias.
Ultravioleta y telescopios de rayos X pueden observar fenómenos galácticos altamente energéticas. Se observó un destello ultravioleta cuando una estrella en una galaxia distante se rasgó aparte de las fuerzas de marea de un agujero negro. La distribución de gas caliente en cúmulos galácticos se puede asignar mediante radiografías. La existencia de los agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias fue confirmada a través de la astronomía de rayos X.
