Kas yra elipsinė galaktika?
Trumpas atsakymas: Elipsinė galaktika yra didelė žvaigždžių grupė, kurios forma primena ištemptą sferą arba futbolo kamuolį. Ji yra lygi, apvali ir paprastai sudaryta iš senesnių žvaigždžių, kuriose mažai dujų ar dulkių.
Paprasčiau tariant
Elipsinės galaktikos atrodo apvalios, ovalios arba futbolo kamuolio formos. Jos neturi plokščio disko ar spiralinių vijų, kurias matome spiralinėse galaktikose. Elipsinių galaktikų žvaigždės juda daugeliu krypčių, o ne tvarkingais apskritimais.
Kadangi jose mažai šaltų dujų ar dulkių, naujų žvaigždžių formavimasis paprastai yra nedidelis. Dauguma jų žvaigždžių yra senesnės, raudonesnės ir mažesnės nei jaunos mėlynos žvaigždės. Elipsinės galaktikos gali būti labai didelės arba gana mažos.
Astronomai mano, kad daugelis jų susiformavo, kai galaktikos seniai susijungė ir žvaigždės susimaišė į vientisą formą. Jos dažnai yra netoli galaktikų grupių ir spiečių centrų. Jų šviesa sklandžiai blunka nuo centro iki krašto, užuot rodiusi ryškius bruožus.
Mokslinis paaiškinimas
Įvardyti dėsniai / principai: Pagrindiniai dėsniai / efektai: Virialinė teorema ir Doplerio efektas.
Elipsinės galaktikos yra sistemos, kuriose atsitiktiniai žvaigždžių judėjimai atsveria galaktikos gravitaciją. Virialinė teorema susieja vidutinę žvaigždžių kinetinę energiją (jų greičius) su bendra galaktikos mase. Astronomai matuoja žvaigždžių greičių sklaidą, vadinamą greičio dispersija, naudodami Doplerio efektą: link mūsų judančių žvaigždžių šviesa yra mėlynesnė, o tolstančių žvaigždžių šviesa – raudonesnė.
Platus Doplerio poslinkių diapazonas galaktikos spektre reiškia didelę greičio dispersiją ir masyvią sistemą. Elipsinės galaktikos paprastai pasižymi tolygiais ryškumo profiliais, kurie atitinka matematinius modelius (pavyzdžiui, de Vaucouleurs dėsnį), o ne spiralės disko ir atšakos struktūrą. Jose yra santykinai mažai šaltų dujų ir dulkių, todėl žvaigždžių formavimasis yra mažas, o žvaigždžių populiacija yra senesnė ir raudonesnė.
Tamsioji materija taip pat prisideda prie jų bendros masės, ypač dideliais spinduliais.
Kaip mes tai žinome: Spektroskopija pateikia greičio dispersijas iš Doplerio poslinkių, o vaizdavimas įvairiais bangos ilgiais rodo tolygius šviesos profilius ir senesnių žvaigždžių spalvas. Šie stebėjimai kartu atskleidžia masę, struktūrą ir žvaigždžių formavimosi istoriją.
Kasdieniai pavyzdžiai
- M87 (milžiniška elipsinė galaktika Mergelės spiečiuje)
- M32 (maža elipsinė galaktika netoli Andromedos galaktikos)
- M49 (elipsinė galaktika Mergelės spiečiuje)
- NGC 5128 / Kentauro A (keista elipsinė galaktika su dulkių juosta)
- NGC 3379 (dar vadinama M105, netoliese esanti elipsinė galaktika)
Praktinis bandymas
Marmurinė galaktika: atsitiktiniai judesiai
Sauga: smulkios dalys – laikykite rutuliukus atokiau nuo labai mažų vaikų.
Priemonės
- negilus dubuo
- 20–40 rutuliukų arba karoliukų
- liniuotė arba matavimo juosta
- rankšluostis
Žingsniai
- Įdėkite rankšluostį į dubenį, kad paviršius suminkštėtų.
- Po vieną dėkite rutuliukus į dubens centrą, kol jie suformuos krūvelę, pasklidusią į visas puses.
- Švelniai pakratykite dubenį pirmyn ir atgal, kad rutuliukai atsitiktinai judėtų ir vėl sustotų.
- Liniuote arba matavimo juosta išmatuokite krūvelės ilgį ir plotį.
- Pakartokite, tada šiek tiek paspauskite viena kryptimi, kad susidarytų ovalo forma, ir vėl išmatuokite. Ką tai rodo: atsitiktiniai daugelio objektų judesiai sukuria lygią, apvalią formą, panašią į elipsinę galaktiką.
Svarbūs žodžiai
- Elipsinė galaktika: Galaktika, kurios forma primena apvalų arba ištemptą rutulį, o žvaigždės juda įvairiomis kryptimis.
- Greičio dispersija: Žvaigždžių greičių diapazonas galaktikos viduje; didesnė dispersija reiškia, kad žvaigždės juda atsitiktiniau.
- Doplerio efektas: Judesio sukeltas šviesos spalvos pokytis; naudojamas matuoti, kaip greitai žvaigždės juda link mūsų arba tolyn nuo mūsų.
- Virialinė teorema: Fizikos taisyklė, siejanti vidutinį žvaigždžių judėjimą (energiją) su sistemos bendra mase.
Trumpi klausimai
Ar elipsinės galaktikos yra senesnės už spiralines?
Elipsinėse galaktikose paprastai yra senesnių žvaigždžių, tačiau galaktikos amžius priklauso ne tik nuo jos formos, bet ir nuo jos istorijos.
Ar elipsinėse galaktikose yra juodųjų skylių?
Daugelio elipsinių galaktikų centruose yra supermasyvių juodųjų skylių.
Ar elipsinė galaktika gali tapti spirale?
Tai reta; spiralėms reikia besisukančio disko ir dujų – svarbūs įvykiai, tokie kaip dujų kaupimasis, laikui bėgant gali pakeisti galaktiką, tačiau tai neįprasta.
Kodėl elipsės yra lygios, o spiralinės turi atšakas?
Elipsinėse galaktikose žvaigždės juda daugeliu krypčių, todėl ištrinami raštai ir šviesos pasiskirstymas tampa tolygus, o spiralinėse galaktikose žvaigždės juda tvarkingomis orbitomis, kurios sudaro atšakas.