GALAXII SPIRALĂ: CARACTERISTICI ȘI TIPURI - ARTE - 2025

O galaxie spirală este un grup monumental de stele în formă de disc cu brațe în spirală, asemănându-se cu forma unei volane. Forma brațelor variază foarte mult, dar, în general, un centru condensat se distinge clar, înconjurat de un disc din care încolțesc spiralele.

Aproape 60% din galaxiile cunoscute în prezent sunt spirale cu următoarele structuri caracteristice: bombă centrală sau bombă galactică, disc, brațe în spirală și halo.

Figura 1. Galaxia Pinwheel din constelația Ursa Major situată la 21 de milioane de ani lumină de Pământ. Sursa: Wikimedia Commons. ESA / Hubble.

Sunt galaxii de o frumusețe extraordinară care pot fi localizate în constelații precum Eridano. Toate acestea au fost codificate datorită activității astronomului Edwin Hubble (1889-1953).

caracteristici

Două treimi din galaxiile spiralate au o bară centrală, constituind un subtip numit galaxii spiralate cu bară, pentru a le diferenția de galaxii spirală simple. Au doar două spirale care ies din bară și se înfășoară în aceeași direcție. Calea Lactee este un exemplu de galaxie spiralată împiedicată, deși nu o putem observa din poziția noastră.

Amestecul central este de culoare roșiatică, datorită prezenței stelelor mai vechi. În nucleu în sine există puțină cantitate și în centru se găsește o gaură neagră.

Discul este din ce în ce mai albastru și bogat în gaze și praf, cu prezența unor stele tinere și mai fierbinți care orbitează pe căi aproape circulare în jurul nucleului galactic, dar mai lent decât cele ale nucleului.

În ceea ce privește spiralele, acestea vin într-o mare varietate, începând de la cele care se înfășoară strâns în jurul balansului central sau brațele aranjate mai deschis pe ea. Ele ies în evidență datorită numărului mare de stele tinere fierbinți, albastre, pe care le conțin.

Există mai multe teorii despre care sunt formate, despre care vom vorbi mai târziu.

În sfârșit, există un halo sferic care înconjoară întregul disc, sărac în gaz și praf, în care cele mai vechi stele sunt grupate în cluster-uri de stele globulare, ciorchini uriași cu mii și chiar milioane de stele care se mișcă cu viteză mare.

Tipuri de galaxii în spirală

Pentru clasificarea galaxiilor în funcție de morfologia lor (aspectul văzut de pe Pământ) se folosește furculita de reglare creată de Edwin Hubble în 1936. Această clasificare a fost modificată ulterior de alți astronomi prin adăugarea subtipurilor și numerelor la nota originală.

Galbele cu codul literei Hubble în acest fel: E pentru galaxii eliptice, SO pentru galaxii cu formă lenticulară și S pentru spirale.

Alte două categorii au fost adăugate ulterior pentru a include galaxii spiralate cu bare SB și galaxii a căror formă nu respectă un model și sunt neregulate: Irr. Aproximativ 90% din toate galaxiile observate sunt eliptice sau în spirală. Doar 10% fac parte din categoria Irr.

Figura 2. Diagrama diafragmei de galaxii. Sursa: Wikimedia Commons. Încărcătorul original a fost Cosmo0 la Wikipedia în engleză (text original: Nimeni dat).

Hubble credea că galaxiile și-au început viața ca structuri sferice de tip E0 și apoi au dezvoltat brațe și au devenit galaxii în spirală care vor ajunge să fie neregulate.

Cu toate acestea, s-a demonstrat că nu este cazul. Galaxiile eliptice au o mișcare de rotație mult mai lentă care nu le va determina să se aplatizeze și să genereze spirale.

Pe brațele furcii de reglare Hubble se găsesc galaxiile spiralate: S pentru spirale normale și SB pentru spirale cu bară. Literele minuscule indică subtipuri: „a” indică faptul că bobinele sunt strâns închise în jurul nucleului, în timp ce „c” este folosit atunci când sunt mai slabe. De asemenea, proporția de gaz crește în consecință.

Calea Lactee este de tip SBb, cu Soarele într-unul dintre brațele spiralate: brațul lui Orion, așa numit pentru că conține și stelele acestei constelații, una dintre cele mai izbitoare văzute de pe Pământ.

Teorii despre originea spiralelor

Originea brațelor spiralate nu este încă cunoscută cu certitudine, însă există mai multe teorii care încearcă să le explice. Pentru început, astronomii au observat curând că diferite structuri dintr-o galaxie spirală se rotesc cu viteze diferite. Aceasta este cunoscută sub numele de rotație diferențială și este o caracteristică a acestor tipuri de galaxii.

Interiorul discului de galaxii în spirală se rotește mult mai repede decât exteriorul, în timp ce halo nu se rotește. Din acest motiv, la început s-a crezut că aceasta a fost cauza apariției spiralelor și nu numai aceasta, ci este și dovada existenței materiei întunecate.

Cu toate acestea, dacă acesta este cazul, spiralele ar fi de scurtă durată (în termeni astronomici, desigur), pentru că s-ar încheia înfășurarea în jurul lor și a dispărea.

Undele de densitate și auto-propagarea stelelor

O teorie mai acceptată pentru a explica existența spiralelor este cea a undelor de densitate. Această teorie, creată de astronomul suedez Bertil Lindblad (1895-1965) postulează că materia experimentează variații în concentrația sa, care, la fel ca sunetul, se poate propaga în mediul galactic.

În acest fel, sunt create zone cu mai multă concentrare, cum ar fi spirale, și altele cu mai puțin, care ar fi spațiile dintre ele. Dar aceste zone au o durată limitată, astfel încât brațele se pot mișca, deși forma lor persistă în timp.

Aceasta explică de ce spiralele sunt regiuni foarte active în ceea ce privește producția stelară. Acolo gazul și praful sunt mai concentrate, astfel încât gravitația intervine astfel încât materia să se grupeze formând protostare, ceea ce va da naștere unor stele tinere și masive.

Cealaltă teorie care încearcă să explice spiralele este cea a auto-propagării. Stelele masive albastre din brațele spiralate sunt cunoscute a fi de scurtă durată în raport cu stelele mai reci și mai roșii din miez.

Primii își încheie de obicei viața în explozii de supernove gigantice, dar materialul poate fi reciclat în stele noi în același loc ca și cele anterioare: brațele spiralate.

Aceasta ar explica persistența brațelor, dar nu și originea acestora. Din acest motiv, astronomii cred mai degrabă că se datorează unei combinații de factori: aceeași rotație diferențială, existența undelor de densitate, auto-propagarea stelelor și interacțiunile suferite cu alte galaxii.

Toate aceste circumstanțe dau naștere la diferite tipuri de brațe spiralate: subțiri și clar delimitate sau groase și slab definite.

Diferențe cu galaxiile eliptice

Cea mai evidentă diferență este că stelele din galaxiile eliptice sunt distribuite mai uniform decât în ​​spirale. În acestea apar concentrate pe discul roșiatic și împrăștiate în brațele spiralate, de culoare albăstrui, în timp ce distribuția în galaxii eliptice este ovală.

O altă trăsătură distinctivă este prezența sau absența gazelor și prafului interstelar. În galaxiile eliptice, cea mai mare parte a materiei s-a transformat în stele cu mult timp în urmă, astfel încât acestea au gaz și praf puțin.

La rândul lor, galaxiile în spirală au zone în care gazul și praful, care dau naștere unor stele noi, sunt abundente.

Următoarea diferență notabilă este tipul de stele. Astronomii disting două populații stelare: populația I tânără și populația II, stele mai în vârstă. Galaxiile eliptice conțin stele de populație II și puține elemente mai grele decât heliul.

În schimb, galaxiile în spirală conțin populații I și II. În disc și în brațe predomină populația I, mai tânără și cu o înaltă metalicitate. Acest lucru înseamnă că conțin elemente grele, rămășițe de stele care au dispărut deja, în timp ce în halo sunt cele mai vechi stele.

Acesta este motivul pentru care stelele continuă să se formeze în galaxii în spirală, în timp ce în galaxii eliptice nu. Și este faptul că galaxiile eliptice sunt probabil rezultatul coliziunilor dintre galaxiile spirală și neregulată, în timpul cărora cea mai mare parte a prafului cosmic dispare și odată cu aceasta posibilitatea creării de noi stele.

Aceste coliziuni între galaxii sunt evenimente frecvente, de fapt, se crede că Calea Lactee este în coliziune cu galaxii satelite mici: galaxia pitică eliptică Sagittarius și galaxia piticului Canis Major.

Tabel comparativ

Diferențele dintre galaxiile eliptice și cele spiralate. Sursa: Fanny Zapata.

Exemple de galaxii în spirală

Galaxiile spiralelor abundă în univers. Privite de pe Pământ, ele sunt obiecte de o frumusețe extraordinară datorită diferitelor lor forme. De exemplu, în constelația Eridano există cinci galaxii în spirală de diferite tipuri, inclusiv trei blocate. Unul dintre ele este NGC 1300, prezentat mai jos.

Figura 3. Galaxia spirală interzisă NGC 1300 în Erídano. Kevin Gill din Los Angeles, CA, Statele Unite

Calea Lactee

Este galaxia care găzduiește Sistemul Solar într-una din brațele sale în spirală. Conține între 100 și 400 de miliarde de stele cu o dimensiune estimată între 150 - 200 de mii de ani-lumină. Face parte din așa-numitul grup local de galaxii, împreună cu Andromeda și alte 50 de galaxii, aproape toți piticii.

Andromeda

Cunoscut și sub denumirea de M31, este localizat în constelația Andromeda, aproape de cea a Cassiopeiei, cu forma sa recunoscută de W. Poate fi văzut cu ochiul liber sau cu binoclu bun în nopțile clare, fără lună.

Deși a apărut deja în înregistrările astronomilor arabi antici, nu se știa că era o galaxie până la începutul secolului XX, datorită observațiilor lui Edwin Hubble.

Figura 4. Galaxia Andromeda. Sursa: Pixabay.

Se află la aproximativ 2,5 milioane de ani-lumină și este aproximativ de dimensiunea Căii Lactee, deși se crede că este puțin mai masivă. Cu toate acestea, estimările recente indică faptul că masa sa este comparabilă cu cea a propriei noastre galaxii.

Andromeda se apropie de noi cu mare viteză, așa că este de așteptat ca în aproximativ 4,5 miliarde de ani să se ciocnească cu Calea Lactee, dând naștere unei gigantice galaxii eliptice.

Whirlpool Galaxy

Apare în catalogul lui Messier ca obiect M51 și a fost descoperit de Charles Messier însuși în 1773. Se găsește în constelația Canes Venatici în cerul boreal, lângă Bootes și Leo, de unde poate fi văzut cu binoclul.

Acest obiect astronomic maiestuos are forma tipică a unei galaxii în spirală și se află la o distanță estimată între 16 și 27 de milioane de ani-lumină. Are o galaxie însoțitoare clar vizibilă în imaginile telescopului: galaxia NGC 5195.

Figura 5. Galeria Whirlpool și galaxia sa prin satelit. Sursa: Wikimedia Commons. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) și The Hubble Heritage Team STScI / AURA)

Referințe

1. Carroll, B. O introducere în astrofizica modernă. 2a. Ediție. Pearson.
2. Heras, A. Introducere Astronomie și astrofizică. Recuperat de la: antonioheras.com.
3. Oster, L. 1984. Astronomie modernă. Editorial Reverté.
4. Wikipedia. Formarea și evoluția galaxiilor. Recuperat de la: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Galaxii spirală. Recuperat de la: en.wikipedia.org.