Galaksija je ogromna zbirka zvijezda, zvjezdanih jata, međuzvjezdanog plina i prašine i tamne materije koje sve zajedno drži gravitacija. Riječ 'galaksija' potječe od grčke riječi "galaxias" što znači "mliječno", to je referenca na našu vlastitu galaksiju Mliječni put.
Galaksije se na nebu pojavljuju kao ogromni oblaci svjetlosti, promjera tisućama svjetlosnih godina. Postoji potencijalno više od 170 milijardi galaksija u svemiru koji se može promatrati. Neke, nazvane patuljaste galaksije, vrlo su male s oko 10 milijuna zvijezda, dok su druge ogromne i sadrže oko 100 trilijuna zvijezda. Gravitacija povezuje zvijezde zajedno, tako da one ne lutaju slobodno svemirom. Svjetlost koju vidimo iz svake od ovih galaksija dolazi od zvijezda u njoj.
Živimo na planeti zvanoj Zemlja koja je dio našeg Sunčevog sustava. Naš vlastiti solarni sustav nalazi se unutar galaksije. Naše je Sunce samo jedna od preko 100 milijardi zvijezda u galaksiji koja se zove Mliječna staza. Sve zvijezde koje vidimo na noćnom nebu dio su Mliječne staze. I baš kao i naš Sunčev sustav, naša galaksija je u pokretu. Zvijezde unutar Mliječne staze okreću se oko središnje jezgre. Sam Mliječni put se također kreće. Zapravo, čini se da se sve galaksije u svemiru udaljuju jedna od druge ogromnim brzinama.
Galaksije su označene prema svom obliku. Neke galaksije nazivaju se "spiralnim" jer izgledaju kao divovske vrtnje na nebu. Galaksija u kojoj živimo, Mliječni put, spiralna je galaksija. Neke galaksije nazivaju se "eliptičnim" jer izgledaju kao ravne kugle. Galaksija se može nazvati "nepravilnom" ako zapravo nema oblik.
Hubbleova klasifikacijska shema
Svakoj galaksiji je dodijeljeno slovo - E=eliptično, S=spiralno, Irr=nepravilno
Pogledajmo karakteristike četiri glavne skupine galaksija:
1. Spiralna galaksija
Vjeruje se da su spiralne galaksije mlađe od eliptičnih galaksija, budući da spiralne galaksije izgaraju kroz plin i prašina, formiranje zvijezda se usporava, gube spiralni oblik i polako se razvijaju u eliptične galaksije.
S0 galaksije su također poznate kao lentikularne galaksije.
2. Prečkasta spiralna galaksija
3. Eliptična galaksija
4. Nepravilna galaksija
5. Galaksija Starburst
Nastanak i evolucija galaksija
Dvije su vodeće teorije koje objašnjavaju kako su nastale prve galaksije.
Jedan kaže da su galaksije rođene kada su se golemi oblaci plina i prašine urušili pod svojom vlastitom gravitacijom, dopuštajući stvaranje zvijezda.
Drugi kaže da je mladi svemir sadržavao mnogo malih "grudica" materije, koje su se skupljale u galaksije. Svemirski teleskop Hubble fotografirao je mnoge takve grudice, koje bi mogle biti prethodnice modernih galaksija. Prema ovoj teoriji, većina ranih velikih galaksija bile su spiralne. Ali s vremenom su se mnoge spirale spojile u eliptičnu.
Proces formiranja galaksija nije zaustavljen. Naš svemir nastavlja da se razvija. Male galaksije često gutaju veće. Mliječna staza može sadržavati ostatke nekoliko manjih galaksija koje je progutala tijekom svog dugog života. Mliječna staza čak i sada probavlja najmanje dvije male galaksije i mogla bi povući druge u sljedećih nekoliko milijardi godina.
Kada su dvije ili više galaksija dovoljno blizu jedna drugoj, gravitacijske sile će povući galaksije jedna prema drugoj. Ova gravitacijska privlačnost raste kako galaksije putuju jedna prema drugoj. Galaksije mogu prolaziti jedna pored druge ili se sudarati.
Galaksije Antene primjer su dviju spirala koje su u procesu sudara. Konačan rezultat nećemo vidjeti tijekom života jer taj proces traje stotine milijuna godina.
Ponekad manje galaksije uranjaju u veće galaksije. Ova vrsta sudara proizvodi efekt mreškanja, poput kamena bačenog u ribnjak. Galaksija Cartwheel primjer je ove vrste sudara. Vanjski prsten plavih zvijezda u ovoj galaksiji ukazuje na mreškanje stvaranja zvijezda koje je rezultat sudara.
Mliječna staza i Andromeda primjeri su dviju spiralnih galaksija koje bi se na kraju mogle sudariti (oko 5 milijardi godina u budućnosti).
Spajanja galaksija mogu potrajati od nekoliko stotina milijuna do nekoliko milijardi godina. Oni mogu potaknuti intenzivne eksplozije stvaranja novih zvijezda, pa čak i stvoriti gigantske crne rupe.
Galaksija Mliječni put je naša domaća galaksija u svemiru. Naš solarni sustav – koji uključuje Sunce, Zemlju i sedam drugih planeta – dio je ove galaksije, nazvane Mliječni put. Mliječna staza sadrži stotine milijardi zvijezda poput našeg Sunca. Sve zvijezde i planeti, koje možete vidjeti, dio su galaksije Mliječne staze. Naš najbliži susjed je Proxima Centauri. Udaljen je oko 4,2 svjetlosne godine od Zemlje. Zemlja se nalazi otprilike na pola puta između središta Mliječne staze i njenog vanjskog ruba.
Rotacijsko središte Mliječne staze poznato je kao Galaktički centar i nalazi se oko 26.000 svjetlosnih godina od Zemlje u smjeru sazviježđa Strijelac, Zmijonik i Škorpion.
Mliječna staza je skupina od oko 50 galaksija pod nazivom Lokalna grupa. Najveće, najmasivnije galaksije u lokalnoj skupini su Mliječna staza, Andromeda i galaksija Trokut. Svaka od ovih galaksija ima zbirku satelitskih galaksija koje ih okružuju.
Galaksija Andromeda je najbliža galaksija Mliječnoj stazi i udaljena je oko 2 milijuna svjetlosnih godina. Mliječni put bi se trebao sudariti s galaksijom Andromeda za oko 5 milijardi godina.
Dijelovi Mliječne staze
1. Galaktički disk – Ovdje se nalazi većina od više od 200 milijardi zvijezda Mliječne staze. Galaktički disk se sastoji od sljedećih dijelova:
2. Kuglasti skupovi – Nekoliko stotina ih je raspršeno iznad i ispod diska. Ovdje su zvijezde mnogo starije od onih na galaktičkom disku.
3. Halo – Velika, nejasna regija koja okružuje cijelu galaksiju. Sastoji se od vrućeg plina i moguće tamne tvari. Većina mase galaksije leži u vanjskim dijelovima galaksije (poput haloa), gdje ima malo svjetlosti koja se emitira od zvijezda ili plinova.
Veliki Magelanov oblak (LMC) je satelitska patuljasta galaksija Mliječne staze koja je među najbližim galaksijama Zemlji. Nalazi se na udaljenosti od oko 163 000 svjetlosnih godina od Zemlje. Zajedno sa svojom patuljastom galaksijom Mali Magellanov oblak, LMC je vidljiv kao slab oblak na nebu južne hemisfere. Leži na granici sazviježđa Dorado i Mensa. Mliječni put troši plin koji teče iz Magelanovih oblaka. Na kraju bi se ove dvije manje galaksije mogle sudariti s Mliječnom stazom. I LMC i SMC imaju područja stvaranja zvijezda, a LMC je bio mjesto spektakularne eksplozije supernove 1987. godine.
Galaksija Andromeda je najveća galaksija najbliža Mliječnom putu. Ova galaksija je dobila ime po zviježđu Andromede. Također je poznat kao Messier 31 ili M31. Ova spiralna galaksija nalazi se na udaljenosti od 2,5 milijuna svjetlosnih godina od naše galaksije. Najveća je u lokalnoj skupini ili lokalnom jatu, ali ne i najveća galaksija u cjelini.
Vjeruje se da je ova galaksija nastala prije 5 do 9 milijardi godina kada su se dvije manje galaksije sudarile i spojile.
Astronomi koriste ovu galaksiju kako bi razumjeli podrijetlo drugih takvih galaksija jer je najbliža našem planetu. To je najudaljeniji objekt koji se može uočiti golim ljudskim okom.
Galaksija Andromeda je nekada bila klasificirana kao maglica. Ima razne satelitske galaksije uključujući 14 patuljastih galaksija. Duljina ove galaksije je otprilike 260 000 svjetlosnih godina.
Galaksija Andromeda nam se približava brzinom od 100 do 140 kilometara u sekundi. Galaksija Andromeda i Mliječna staza s vremenom se sve više približavaju. Astronomi vjeruju da će se ove dvije galaksije spojiti za otprilike 5 milijardi godina.
Dopplerov efekt i crveni pomak
Dopplerov efekt je prividna promjena frekvencije ili valne duljine vala koju opaža promatrač koji se kreće u odnosu na izvor valova.
Izvori svjetlosti koji se približavaju pokazuju plavi pomak, a izvori svjetlosti koji se povlače pokazuju crveni pomak.
Kada se zvijezde ubrzavaju udaljavaju od drugih zvijezda ili objekata, to je crveni pomak.
Kada se zvijezda kreće prema Zemlji, njezine valne duljine svjetlosti su komprimirane. To uzrokuje pomicanje tamnih linija u spektru prema plavo-ljubičastom kraju spektra. To znači da se astronomski izvor svjetlosti (zvijezda ili galaksija) približava Zemlji.
Hubble je koristio Dopplerov efekt za svjetlost da izmjeri brzinu kojom nam se zvijezde i galaksije približavaju ili udaljuju od nas. Otkrio je da sve galaksije izvan Lokalne grupe pokazuju crveni pomak u svojim spektrima, što znači da se moraju udaljavati od Zemlje. Ako se sve galaksije izvan Lokalne grupe udaljavaju od Zemlje, tada se cijeli svemir mora širiti.
Hubbleov zakon
Hubbleov zakon je tvrdnja u astronomiji da se galaksije udaljavaju jedna od druge i da je brzina kojom se povlače proporcionalna njihovoj udaljenosti. To vodi do slike svemira koji se širi i ekstrapolacijom u prošlost do teorije Velikog praska.
Teorija velikog praska
Vodeća teorija o nastanku svemira naziva se teorija velikog praska. Prema ovoj teoriji, prije otprilike 13,7 milijardi godina svemir je počeo ogromnom eksplozijom. Cijeli se svemir počeo širiti posvuda u isto vrijeme.
