Verken de verschillende soorten sterrenstelsels

Hubble Space Telescope's diepste blik op de kosmos, waarbij stervorming in enkele van de vroegste sterrenstelsels die er bestaan, blootgelegd wordt. Er zijn honderden sterrenstelsels in alle soorten en maten in deze afbeelding. NASA/ESA/STScI

Dankzij instrumenten zoals de Hubble Ruimtetelescoop weten astronomen meer over de verscheidenheid aan objecten in het universum dan eerdere generaties zelfs maar konden dromen van begrip. Toch realiseren de meeste mensen zich niet hoe divers het universum is. Dat geldt vooral voor sterrenstelsels. Lange tijd sorteerden astronomen ze op hun vorm, maar ze hadden niet echt een goed idee waarom die vormen bestonden. Nu, met moderne telescopen en instrumenten, hebben astronomen kunnen begrijpen waarom sterrenstelsels zijn zoals ze zijn. Het classificeren van sterrenstelsels op basis van hun uiterlijk, gecombineerd met gegevens over hun sterren en bewegingen, geeft astronomen inzicht in de oorsprong en evolutie van sterrenstelsels. Galaxy-verhalen gaan bijna terug tot het begin van het universum.

Deze Hubble Space Telescope-weergave onthult duizenden sterrenstelsels die zich over miljarden lichtjaren in de ruimte terug in de tijd uitstrekken. De afbeelding beslaat een deel van een grote volkstelling van sterrenstelsels, de Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). NASA, ESA, het GOODS-team en M. Giavialisco (Universiteit van Massachusetts, Amherst)

Spiraalstelsels

Spiraalstelsels zijn de beroemdste van alle soorten sterrenstelsels . Meestal hebben ze een platte schijfvorm en spiraalarmen die weg van de kern kronkelen. Ze bevatten ook een centrale uitstulping, waarbinnen een superzwaar zwart gat woont.

Sommige spiraalstelsels hebben ook een staaf die door het centrum loopt, wat een overdrachtsleiding is voor gas, stof en sterren. Deze versperde spiraal sterrenstelsels zijn in feite verantwoordelijk voor de meeste spiraalstelsels in ons universum en astronomen weten nu dat de Melkweg zelf een balkspiraal is. Sterrenstelsels van het spiraaltype worden gedomineerd door donkere materie , die bijna 80 procent van hun massa uitmaken.

Een artistiek concept van hoe onze melkweg er van buiten uitziet. Let op de balk in het midden en de twee hoofdarmen, plus kleinere. NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Pijn doen

Elliptische sterrenstelsels

Minder dan een op de zeven sterrenstelsels in ons heelal zijn elliptische sterrenstelsels. Zoals de naam al doet vermoeden, variëren deze sterrenstelsels van een bolvormige tot eiachtige vorm. In sommige opzichten lijken ze op grote sterrenhopen, maar de aanwezigheid van grote hoeveelheden donkere materie helpt hen te onderscheiden van hun kleinere tegenhangers.

Een gigantisch elliptisch sterrenstelsel heeft een kleine buur met een GROOT zwart gat in zijn hart. NASA/ESA/STScI

Deze sterrenstelsels bevatten slechts kleine hoeveelheden gas en stof, wat erop wijst dat hun periode van stervorming ten einde is gekomen, na miljarden jaren van snelle stervorming.

Dit geeft eigenlijk een aanwijzing voor hun vorming, aangezien wordt aangenomen dat ze zijn ontstaan ​​door de botsing van twee of meer spiraalvormige sterrenstelsels. Wanneer sterrenstelsels botsen, veroorzaakt de actie grote uitbarstingen van stergeboorte terwijl de vermengde gassen van de deelnemers worden samengeperst en geschokt. Dit leidt tot stervorming op grote schaal.

Onregelmatige sterrenstelsels

Misschien is een kwart van de sterrenstelsels onregelmatige sterrenstelsels . Zoals je zou kunnen raden, lijken ze geen duidelijke vorm te hebben, in tegenstelling tot spiraalvormige of elliptische sterrenstelsels. Soms hebben astronomen ernaar verwezen als 'eigenaardige' sterrenstelsels , vanwege hun vreemde vormen.

Hoe ze ook worden genoemd, astronomen willen begrijpen waarom ze er vaak vreemd uitzien in vergelijking met andere typen sterrenstelsels. Een mogelijkheid is dat deze sterrenstelsels zijn vervormd door een nabij of passerend massief sterrenstelsel. We zien hiervoor bewijs in enkele van de nabije dwergstelsels die worden uitgerekt door de zwaartekracht van onze Melkweg omdat ze worden gekannibaliseerd door onze melkweg.

De Grote Magelhaense Wolk (midden links) en de Kleine Magelhaense Wolk (midden boven) boven het Paranal Observatorium in Chili. Europese Zuidelijke Sterrenwacht

In sommige gevallen lijkt het er echter op dat onregelmatige sterrenstelsels zijn ontstaan ​​door fusies van sterrenstelsels. Het bewijs hiervoor is te vinden in de rijke velden van hete jonge sterren die waarschijnlijk tijdens de interacties zijn ontstaan.

Lenticulaire sterrenstelsels

De lenticulaire sterrenstelsels zijn tot op zekere hoogte buitenbeentjes. Ze bevatten eigenschappen van zowel spiraalvormige als elliptische sterrenstelsels. Om deze reden is het verhaal van hoe ze zijn gevormd nog steeds een werk in uitvoering, en veel astronomen doen actief onderzoek naar hun oorsprong.

Melkwegstelsel NGC 5010 -- een lensvormig sterrenstelsel met kenmerken van zowel spiralen als elliptische stelsels. NASA/ESA/STScI

Speciale soorten sterrenstelsels

Er zijn ook enkele sterrenstelsels die speciale eigenschappen bevatten die astronomen helpen om ze nog verder te classificeren binnen hun meer algemene classificaties.

• Dwergstelsels: Dit zijn in wezen kleinere versies van de hierboven genoemde sterrenstelsels. Dwergstelsels zijn moeilijk te definiëren omdat er geen algemeen aanvaarde grens is voor wat een sterrenstelsel 'normaal' of 'dwerg' maakt. Sommige hebben een afgeplatte vorm en worden vaak 'dwergbolvormige' genoemd. De Melkweg is momenteel bezig met het kannibaliseren van een aantal van deze kleinere sterrencollecties. Astronomen kunnen de bewegingen van hun sterren volgen terwijl ze in onze melkweg wervelen, en hun chemische samenstelling bestuderen (ook bekend als 'metalliciteit').
• Sterrenstelsels: Sommige sterrenstelsels bevinden zich in een periode van zeer actieve stervorming. Deze starburst sterrenstelsels zijn eigenlijk normale sterrenstelsels die op de een of andere manier zijn verstoord om zeer snelle stervorming te doen ontbranden. Zoals hierboven vermeld, zijn botsingen en interacties van sterrenstelsels de waarschijnlijke oorzaak van de starburst-'knopen' die in deze objecten worden waargenomen.
• Actieve sterrenstelsels: Er wordt aangenomen dat vrijwel alle normale sterrenstelsels a superzwaar zwart gat in hun kern. In sommige gevallen kan deze centrale motor echter actief worden en enorme hoeveelheden energie wegdrijven van de melkweg in de vorm van krachtige jets. DezeActieve galactische kernen(of kortweg AGN) worden veel bestudeerd, maar het is nog steeds onduidelijk wat de oorzaak is van de zwart gat plotseling actief worden. In sommige gevallen kunnen passerende wolken van gas en stof in de zwaartekrachtbron van het zwarte gat vallen. Het materiaal wordt oververhit als het ronddraait in de schijf van het zwarte gat en er kan zich een straal vormen. De activiteit geeft ook röntgen- en radiostraling af, die hier op aarde met telescopen kan worden gedetecteerd.

De studie van typen sterrenstelsels gaat door, waarbij astronomen terugkijken op de vroegste tijdperken met behulp van Hubble en andere telescopen. Tot nu toe hebben ze enkele van de allereerste sterrenstelsels en hun sterren gezien. Deze kleine 'snippers' licht zijn het begin van de sterrenstelsels die we vandaag zien. De gegevens van die waarnemingen zullen het begrip van galactische vorming helpen te begrijpen in een tijd dat het universum heel, heel jong was.

Dit eenvoudige diagram van sterrenstelsels wordt vaak de 'stemvork' van Hubble genoemd. publiek domein

Snelle feiten

• Sterrenstelsels bestaan ​​in verschillende vormen en maten (hun 'morfologie' genoemd).
• Spiraalstelsels komen veel voor, net als elliptische stelsels en onregelmatige stelsels. De eerste sterrenstelsels waren waarschijnlijk onregelmatig.
• Sterrenstelsels groeien en evolueren door botsingen en fusies.

bronnen

• Melkweg | KOSMOS. Centrum voor Astrofysica en Supercomputing , astronomie.swin.edu.au/cosmos/g/galaxy.
• HubbleSite - De telescoop - Hubble Essentials - Over Edwin Hubble , hubblesite.org/reference_desk/faq/all.php.cat=galaxies.
• NASA , NASA, science.nasa.gov/astrofysica/focus-areas/wat-zijn-sterrenstelsels.

Bewerkt doorCarolyn Collins Petersen.