En galax är en enorm samling stjärnor, stjärnhopar, interstellär gas och stoft och mörk materia som alla hålls samman av gravitationen. Ordet "galax" kommer från det grekiska ordet "galaxias" som betyder "mjölkig", det är en referens till vår egen galax Vintergatan.
Galaxer visas på himlen som enorma ljusmoln, tusentals ljusår i diameter. Det finns potentiellt mer än 170 miljarder galaxer i det observerbara universum. Vissa, som kallas dvärggalaxer, är mycket små med cirka 10 miljoner stjärnor, medan andra är enorma och innehåller uppskattningsvis 100 biljoner stjärnor. Tyngdkraften binder samman stjärnorna, så att de inte vandrar fritt genom rymden. Ljuset som vi ser från var och en av dessa galaxer kommer från stjärnorna inuti den.
Vi bor på en planet som heter jorden som är en del av vårt solsystem. Vårt eget solsystem ligger i en galax. Vår sol är bara en av över 100 miljarder stjärnor i en galax som kallas Vintergatan. Alla stjärnor vi ser på natthimlen är en del av Vintergatan. Och precis som vårt solsystem är vår galax i rörelse. Stjärnorna i Vintergatan kretsar kring den centrala kärnan. Vintergatan i sig rör sig också. Faktum är att alla galaxer i universum verkar röra sig bort från varandra med enorma hastigheter.
Galaxer är märkta efter sin form. Vissa galaxer kallas "spiral" eftersom de ser ut som gigantiska pinwheels på himlen. Galaxen vi lever i, Vintergatan, är en spiralgalax. Vissa galaxer kallas "elliptiska" eftersom de ser ut som platta bollar. En galax kan kallas "oregelbunden" om den inte riktigt har en form.
Hubbles klassificeringsschema
Varje galax tilldelas en bokstav - E=elliptisk, S=spiral, Irr=oregelbunden
Låt oss titta på egenskaperna hos fyra huvudgrupper av galaxer:
1. Spiralgalax
Spiralgalaxer tros vara yngre än elliptiska galaxer, eftersom spiralgalaxer brinner genom sin gas- och dammstjärnbildning saktar ner, förlorar de sin spiralform och utvecklas långsamt till elliptiska galaxer.
S0-galaxer är också kända som Lentikulära galaxer.
2. Barred Spiral Galaxy
3. Elliptisk galax
4. Oregelbunden galax
5. Starburst galax
Bildande och utveckling av galaxer
Det finns två ledande teorier för att förklara hur de första galaxerna bildades.
En säger att galaxer föddes när stora moln av gas och damm kollapsade under sin egen gravitationskraft, vilket tillät stjärnor att bildas.
Den andra säger att det unga universum innehöll många små "klumpar" av materia, som klumpat ihop sig för att bilda galaxer. Hubble Space Telescope har fotograferat många sådana klumpar, som kan vara föregångare till moderna galaxer. Enligt denna teori var de flesta av de tidiga stora galaxerna spiraler. Men med tiden slogs många spiraler samman för att bilda elliptiska.
Galaxbildningsprocessen har inte slutat. Vårt universum fortsätter att utvecklas. Små galaxer slukas ofta upp av större. Vintergatan kan innehålla resterna av flera mindre galaxer som den har svalt under sin långa livstid. Vintergatan smälter åtminstone två små galaxer redan nu och kan dra in andra under de närmaste miljarderna åren.
När två eller flera galaxer är tillräckligt nära varandra kommer gravitationskrafter att dra galaxerna mot varandra. Denna gravitationsattraktion ökar när galaxerna reser mot varandra. Galaxerna kan passera förbi varandra eller kollidera.
Antenngalaxerna är ett exempel på två spiraler som håller på att kollidera. Vi kommer inte att se slutresultatet under våra liv eftersom denna process tar hundratals miljoner år.
Ibland störtar mindre galaxer in i större galaxer. Denna typ av kollision ger en krusningseffekt, som en sten som kastas i en damm. Cartwheel-galaxen är ett exempel på denna typ av kollision. Den yttre ringen av blå stjärnor i denna galax indikerar en krusning av stjärnbildning till följd av kollisionen.
Vintergatan och Andromeda är exempel på två spiralgalaxer som så småningom kan kollidera (omkring 5 miljarder år i framtiden).
Galaxyfusioner kan ta allt från några hundra miljoner till några miljarder år att genomföra. De kan utlösa intensiva utbrott av ny stjärnbildning och till och med skapa gigantiska svarta hål.
Vintergatans galax är vår hemgalax i universum. Vårt solsystem – som inkluderar solen, jorden och sju andra planeter – är en del av denna galax, kallad Vintergatan. Vintergatan innehåller hundratals miljarder stjärnor som vår sol. Alla stjärnor och planeter du kan se är en del av Vintergatans galax. Vår närmaste granne är Proxima Centauri. Det är cirka 4,2 ljusår från jorden. Jorden ligger ungefär halvvägs mellan Vintergatans centrum och dess yttre kant.
Vintergatans rotationscentrum är känt som det galaktiska centrumet och det ligger cirka 26 000 ljusår från jorden i riktning mot konstellationerna Skytten, Ophiuchus och Skorpionen.
Vintergatan är en grupp på cirka 50 galaxer som kallas den lokala gruppen. De största, mest massiva galaxerna i den lokala gruppen är Vintergatan, Andromeda och Triangulumgalaxen. Var och en av dessa galaxer har en samling satellitgalaxer som omger dem.
Andromedagalaxen är den närmaste galaxen till Vintergatan och den är cirka 2 miljoner ljusår bort. Vintergatan kommer att kollidera med Andromedagalaxen om cirka 5 miljarder år.
Delar av Vintergatan
1. Galaktisk skiva – De flesta av Vintergatans mer än 200 miljarder stjärnor finns här. Den galaktiska skivan består av följande delar:
2. Globulära kluster – Några hundra av dessa är utspridda över och under skivan. Stjärnorna här är mycket äldre än de på den galaktiska skivan.
3. Halo – En stor, mörk region som omger hela galaxen. Den är gjord av het gas och möjligen mörk materia. Det mesta av galaxens massa ligger i de yttre delarna av galaxen (som halo), där det är lite ljus som avges från stjärnor eller gaser.
Det stora magellanska molnet (LMC) är en satellitdvärggalax i Vintergatan som är bland de närmaste galaxerna till jorden. Det är på ett avstånd av cirka 163 000 ljusår från jorden. Tillsammans med sin följeslagare dvärggalax, det lilla magellanska molnet, är LMC synligt som ett svagt moln på himlen på södra halvklotet. Det ligger på gränsen mellan konstellationerna Dorado och Mensa. Vintergatan förbrukar gas som strömmar från de magellanska molnen. Så småningom kan dessa två mindre galaxer kollidera med Vintergatan. Både LMC och SMC har stjärnbildande regioner, och LMC var platsen för den spektakulära supernovaexplosionen 1987.
Andromedagalaxen är den största galaxen som ligger närmast Vintergatan. Denna galax är uppkallad efter stjärnbilden Andromeda. Den är också känd som Messier 31 eller M31. Denna spiralgalax ligger på ett avstånd av 2,5 miljoner ljusår från vår galax. Det är den största i den lokala gruppen eller det lokala klustret men inte den största galaxen totalt sett.
Man tror att denna galax bildades för mellan 5 och 9 miljarder år sedan när två mindre galaxer kolliderade och slogs samman.
Astronomer använder denna galax för att förstå ursprunget till andra sådana galaxer eftersom den är närmast vår planet. Det är det mest avlägsna föremål som kan ses med det blotta ögat.
Andromedagalaxen klassades en gång som en nebulosa. Den har olika satellitgalaxer inklusive 14 dvärggalaxer. Längden på denna galax är cirka 260 000 ljusår.
Andromedagalaxen närmar sig oss med en hastighet på 100 till 140 kilometer per sekund. Andromedagalaxen och Vintergatan dras närmare och närmare med tiden. Astronomer tror att dessa två galaxer kommer att slås samman om ungefär 5 miljarder år.
Dopplereffekt och Red Shift
Dopplereffekten är den uppenbara förändringen i frekvens eller våglängd för en våg som uppfattas av en observatör som rör sig i förhållande till vågkällan.
Närmar sig ljuskällor för att visa en blåförskjutning och vikande ljuskällor visar en rödförskjutning.
När stjärnor rör sig bort från andra stjärnor eller objekt vid acceleration är detta en rödförskjutning.
När en stjärna rör sig mot jorden komprimeras dess ljusvåglängder. Detta gör att de mörka linjerna i spektrumet förskjuts mot den blåvioletta änden av spektrat. Det betyder att den astronomiska ljuskällan (stjärna eller galax) närmar sig jorden.
Hubble använde Dopplereffekten för ljus för att mäta hastigheten med vilken stjärnor och galaxer närmar sig eller drar sig tillbaka från oss. Han fann att alla galaxer bortom den lokala gruppen visar en rödförskjutning i sina spektra, detta betyder att de måste flytta bort från jorden. Om alla galaxer utanför den lokala gruppen rör sig bort från jorden, måste hela universum expandera.
Hubbles lag
Hubbles lag är påståendet inom astronomi att galaxer rör sig bort från varandra och att hastigheten med vilken de drar sig tillbaka är proportionell mot deras avstånd. Det leder till bilden av ett expanderande universum och genom att extrapolera tillbaka i tiden, till Big Bang Theory.
Big Bang teorin
Den ledande teorin om universums bildande kallas big bang-teorin. Enligt denna teori började universum för ungefär 13,7 miljarder år sedan med en enorm explosion. Hela universum började expandera överallt samtidigt.
