Co to jest galaktyka???
Galaktyka stanowi zbiorowisko gwiazd oraz materii gazowo-py│owej utrzymywane si│ami grawitacji. Najmniejsze galaktyki maj╣ £rednicΩ kilkuset lat £wietlnych i zawieraj╣ oko│o 100 000 gwiazd; najwiΩksze - o £rednicy do 3 milion≤w lat £wietlnych - zawieraj╣ powy┐ej biliona gwiazd. Galaktyki klasyfikowane s╣ na podstawie kszta│tu wed│ug systemu wprowadzonego przez ameryka±skiego astronoma, Edwina Hubble'a (1889-1953). Na temat ewolucji galaktyk wci╣┐ wiemy niewiele, poza faktem, i┐ powsta│y one wiele miliard≤w lat temu jako olbrzymie, rotuj╣ce ob│oki gazowo-py│owe.
Galaktyki nieregularne.
Galaktyki nieregularne nie wykazuj╣ regularnego kszta│tu lub struktury. Zazwyczaj maj╣ masΩ mniejsz╣ od innych galaktyk i zawieraj╣ g│≤wnie m│ode gwiazdy o du┐ej jasno£ci. Chocia┐ wystΩpuj╣ w nich £wiec╣ce ob│oki gazowe, w kt≤rych powstaj╣ gwiazdy, wiΩkszo£µ gazu i py│u nie uleg│o dot╣d kondensacji w gwiazdy. Galaktyki nieregularne stanowi╣ zaledwie 5 procent w£r≤d 1000 najja£niejszych galaktyk, tym niemniej oko│o jednej czwartej znanych galaktyk nale┐y do tego typu.
Galaktyki spiralne.
Galaktyki spiralne posiadaj╣ ramiona uk│adaj╣ce siΩ spiralnie wok≤│ centralnego wybrzuszenia. Tworz╣ one dysk obracaj╣cy siΩ wraz z j╣drem. Najm│odsze gwiazdy wystΩpuj╣ w niezbyt gΩsto upakowanych ramionach; nieco starsze zgrupowane s╣ w gΩstym j╣drze, podczas gdy najstarsze tworz╣ rzadk╣ sferyczn╣ otoczkΩ (halo) wok≤│ dysku. Ramiona zawieraj╣ tak┐e du┐e ilo£ci materii gazowo-py│owej, kt≤ra nie uleg│a jeszcze przekszta│ceniu w gwiazdy.
Galaktyki spiralne z poprzeczk╣.
W galaktykach spiralnych z poprzeczk╣ centralne wybrzuszenie jest pod│u┐ne i ma kszta│t belki, z kt≤rej ko±c≤w wychodz╣ ramiona spiralne. Niekt≤rzy uczeni s╣dz╣, ┐e tak w│a£nie wygl╣da nasza Galaktyka. Kszta│ty galaktyk spiralnych, z poprzeczk╣ i bez, s╣ rozmaite; w jednych pokaƒne wybrzuszenia otoczone s╣ przez ciasno nawiniΩte ramiona, w innych niewielkie wybrzuszenia zako±czone s╣ luƒnymi ramionami. W przesz│o£ci galaktyki spiralne z poprzeczk╣ klasyfikowano jako odrΩbny typ. Obecnie astronomowie sk│onni s╣ uwa┐aµ je za podgrupΩ galaktyk spiralnych.
Galaktyki eliptyczne.
Kszta│t galaktyk eliptycznych waha siΩ od elipsoidalnego (przypominaj╣cego pi│kΩ do rugby) do sferycznego. W odr≤┐nieniu od innych galaktyk, w kt≤rych obserwujemy py│ odbijaj╣cy b│Ωkitne £wiat│o gor╣cych, m│odych gwiazd, galaktyki eliptyczne maj╣ barwΩ ┐≤│taw╣, poniewa┐ proces powstawania gwiazd uleg│ w nich zako±czeniu i prawie ca│y blask pochodzi od starych, czerwonych olbrzym≤w. Ze znanych dotychczas galaktyk zar≤wno te o najmniejszej, jak i o najwiΩkszej masie, s╣ galaktykami eliptycznymi.
Oznaczanie obiekt≤w niegwiazdowych.
Niekt≤re z obiekt≤w nie bΩd╣cych gwiazdami, jak galaktyki i mg│awice, maj╣ nazwy w│asne, lecz wiΩkszo£µ posiada jedynie oznaczenia liczbowe. W 1774 roku francuski astronom Charles Messier (1730-1817) opublikowa│ katalog 45 takich obiekt≤w, uzupe│niaj╣c go przez nastΩpne 10 lat. Ka┐dy obiekt w jego katalogu oznaczony jest liter╣ M (od "Messier") i numerem. Tysi╣ce innych obiekt≤w znanych jest pod numerami NGC (skr≤t od New General Catalogue - Nowy katalog powszechny), przypisanymi im przez du±skiego astronoma Johanna Ludwiga Emila Dreyera (1852-1926). Ocenia siΩ, ┐e Wszech£wiat zawiera 100 miliard≤w galaktyk. PomiΩdzy galaktykami, nawet nale┐╣cymi do stosunkowo gΩstych gromad, wystΩpuj╣ olbrzymie obszary pustej przestrzeni. Wielki Ob│ok Magellana na przyk│ad znajduje siΩ w odleg│o£ci a┐ 170 000 lat £wietlnych od Drogi Mlecznej, pomimo i┐ jest to nasz najbli┐szy s╣siad w Uk│adzie Lokalnym.
Galaktyki aktywne.
Ro┐ne galaktyki emituj╣ r≤┐ne ilo£ci promieniowania elektromagnetycznego, kt≤re opr≤cz £wiat│a widzialnego mo┐e przybieraµ postaµ promieni rentgenowskich lub fal radiowych. Galaktyki aktywne emituj╣ tak du┐o energii, ┐e jej ƒr≤d│a nie mo┐na upatrywaµ tylko w gwiazdach. Podejrzenie pada na zwarte obiekty o ogromnej masie, znajduj╣ce siΩ w j╣drach galaktyk. Uczeni s╣dz╣, ┐e tkwi╣ tam czarne dziury - jedyne obiekty, zdolne wyzwoliµ takie ilo£ci energii. Byµ mo┐e w galaktykach o wzglΩdnie niskim poziomie emisji energii, jak nasza Galaktyka, owa czarna dziura w j╣drze jest ma│a.
Supermasywne czarne dziury.
Uwa┐a siΩ, ┐e ƒr≤d│em energii kwazar≤w i innych galaktyk aktywnych s╣ czarne dziury nazywane supermasywnymi, gdy┐ ich masa dochodzi do stu miliard≤w mas S│o±ca, co odpowiada masie ca│ej galaktyki. Oddzia│ywanie grawitacyjne tak ogromnej masy powoduje wci╣ganie pobliskiego gazu i gwiazd do wnΩtrza czarnej dziury. Materia ta, spadaj╣c po torze spiralnym, emituje olbrzymie ilo£ci promieniowania elektromagnetycznego.
Kwazary.
Kwazary, czyli obiekty gwiazdopodobne, to wed│ug naukowc≤w aktywne j╣dra dalekich galaktyk. Te najja£niejsze, najszybsze i najdalsze obiekty Wszech£wiata dla obserwatora ziemskiego stanowi╣ punktowe ƒr≤d│a £wiat│a, tak jak gwiazdy. W miarΩ rozszerzania siΩ Wszech£wiata, kwazary le┐╣ce na jego kra±cach oddalaj╣ siΩ z ogromn╣ prΩdko£ci╣ od Ziemi. Najdalsze odkryte kwazary znajduj╣ siΩ w odleg│o£ci 12 miliard≤w lat £wietlnych, na granicy czΩ£ci Wszech£wiata dostΩpnej naszym obserwacjom. Poniewa┐ £wiat│o bieg│o do Ziemi tak d│ugo, astronomowie mog╣ obserwowaµ Wszech£wiat we wczesnych stadiach ewolucji. Kwazary s╣ bardzo zwartymi obiektami o du┐ej jasno£ci, o £rednicy mierzonej w dniach lub tygodniach £wietlnych - niezmiernie ma│ej w por≤wnaniu ze £rednic╣ naszej Galaktyki, licz╣c╣ 100 000 lat £wietlnych.
Radiogalaktyki.
Wysy│ane przez radiogalaktyki promieniowanie radiowe jest wielokrotnie silniejsze ni┐ w przypadku zwyk│ych galaktyk. Emituj╣ je dwie olbrzymie chmury cz╣stek, poruszaj╣ce siΩ w przeciwnych kierunkach od widzialnej galaktyki. Chmury te tworzone s╣ przez strugi gazowe, wyp│ywaj╣ce z du┐╣ prΩdko£ci╣ (siΩgaj╣c╣ jednej pi╣tej prΩdko£ci £wiat│a) z centrum galaktyki. Naukowcy s╣dz╣, ┐e ƒr≤d│em tak wielkiej energii s╣ dyski akrecyjne wok≤│ czarnych dziur, rotuj╣cych w j╣drach galaktyk. Mniej wiΩcej jedna galaktyka na milion jest radiogalaktyk╣.
Zderzenie galaktyk.
Na og≤│ odleg│o£ci miΩdzy s╣siednimi galaktykami wynosz╣ setki tysiΩcy lat £wietlnych. Czasem jednak niekt≤re galaktyki zbli┐aj╣ siΩ do siebie na tyle, i┐ wzajemne oddzia│ywanie grawitacyjne doprowadza do przep│ywu materii miΩdzy nimi. Powstaje wtedy tak zwany pomost przyp│ywowy. Przy jeszcze wiΩkszym zbli┐eniu galaktyki mog╣ przenikaµ przez siebie lub zlewaµ siΩ ze sob╣, ulegaj╣c przy tym znacznemu odkszta│ceniu.
Gromady galaktyk.
WiΩkszo£µ galaktyk nale┐y do gromad, czyli grup galaktyk powi╣zanych si│ami oddzia│ywania grawitacyjnego. Nasza Galaktyka wchodzi w sk│ad niewielkiej gromady o nieregularnych kszta│tach, zwanej Uk│adem Lokalnym. Gromady nieregularne licz╣ od kilku do kilku tysiΩcy galaktyk r≤┐nych typ≤w, natomiast gromady regularne, o mniej wiΩcej kulistym kszta│cie, skupiaj╣ co najmniej 1000 gΩsto upakowanych galaktyk, w wiΩkszo£ci eliptycznych. Nawet przy tak gΩstym upakowaniu galaktyki odleg│e s╣ o setki tysiΩcy lat £wietlnych. S╣siednie gromady tworz╣ wiΩksze struktury, zwane supergromadami.
Uk│ad lokalny.
Droga Mleczna wchodzi w sk│ad ma│ej gromady, licz╣cej oko│o 30 galaktyk, zwanej Uk│adem Lokalnym. Nie wystΩpuje w niej element centralny. NajwiΩksze pod wzglΩdem rozmiar≤w i masy galaktyki - nasza Galaktyka i M31 w Andromedzie - stanowi╣ o£rodki dw≤ch podgrup. Nieco mniejsze s╣: galaktyka spiralna M33 i Wielki Ob│ok Magellana. Do Uk│adu Lokalnego nale┐╣ te┐ ma│e galaktyki nieregularne i eliptyczne o niskiej jasno£ci. Niewykluczone, ┐e zawiera on te┐ galaktyki zbyt s│abe, by mo┐na je by│o zaobserwowaµ. Znajduj╣ca siΩ w odleg│o£ci 2,2 miliona lat £wietlnych od Ziemi galaktyka M 31 w gwiazdozbiorze Andromedy stanowi najdalszy obiekt, jaki mo┐na dostrzec nieuzbrojonym okiem. Natomiast najbli┐szymi nam galaktykami s╣ Wielki i Ma│y Ob│ok Magellana, le┐╣ce odpowiednio w odleg│o£ci 170 000 i 190 000 lat £wietlnych.
Supergromady.
Supergromady, grupuj╣ce gromady galaktyk, nale┐╣ do najwiΩkszych struktur we Wszech£wiecie. Typowa supergromada zawiera oko│o 10 gΩstych gromad u│o┐onych w kszta│t wij╣cego siΩ pasma czy te┐ w│≤kna o d│ugo£ci dochodz╣cej do 100 milion≤w lat £wietlnych. MiΩdzy takimi w│≤knami wystΩpuj╣ olbrzymie puste przestrzenie. Nasza gromada, Uk│ad Lokalny, wchodzi w sk│ad Supergromady Lokalnej, licz╣cej kilkaset gromad. Astronomowie rozpoznali strukturΩ, z│o┐on╣ siΩ z olbrzymich supergromad o wyd│u┐onym kszta│cie oraz rozrzuconych pojedynczych gromad, i nazwali j╣ Wielkim Murem. Zajmuje ona obszar przestrzeni o wymiarach oko│o 260 milion≤w na 730 milion≤w na 30 milion≤w lat £wietlnych. Uwa┐a siΩ, i┐ we Wszech£wiecie istnieje wiele takich struktur, poprzedzielanych obszarami pustej przestrzeni rzΩdu 400 milion≤w lat £wietlnych. Olbrzymie galaktyki eliptyczne, posiadaj╣ce najwiΩksz╣ masΩ spo£r≤d wszystkich znanych galaktyk, znajduj╣ siΩ w centrach gΩstych gromad. Z obserwacji wynika, ┐e poch│aniaj╣ one inne du┐e galaktyki, nale┐╣ce do danej gromady, w procesie nazywanym "galaktycznym kanibalizmem". Centralna galaktyka-kanibal mo┐e zawieraµ wiΩcej ni┐ jedno j╣dro.
Droga Mleczna.
Droga mleczna jest galaktyk╣ spiraln╣, licz╣c╣ ok. 500 miliard≤w gwiazd. Powsta│a z olbrzymiej chmury gazowo-py│owej ok. 10 miliard≤w lat temu. W jej centrum znajduje siΩ gΩste, sferyczne j╣dro z│o┐one z gwiazd, kt≤re byµ mo┐e zawiera te┐ czarn╣ dziurΩ. Wok≤│ j╣dra rozci╣ga siΩ dysk ukszta│towany w ramiona spiralne, zawieraj╣cy m│ode, gor╣ce gwiazdy. J╣dro i dysk otacza rzadkie halo z bardzo starych gwiazd.Nasza Galaktyka ma j╣dro o £rednicy ok. 10 tys. lat £wietlnych, dysk o £rednicy ok. 100 tys. i grubo£ci 1000 lat £wietlnych, oraz halo o £rednicy ok. 50 tys. lat £wietlnych. Uk│ad S│oneczny (wraz z Chmur╣ ╓pika-Oorta) o £rednicy zaledwie 3 lat £wietlnych wydaje siΩ wzglΩdnie niewielki. S│o±ce kr╣┐y wok≤│ centrum Galaktyki z prΩdko£ci╣ ok. 220 km/s. Jedno okr╣┐enie trwa ok. 250 mln lat; dotychczas zatem S│o±ce dokona│o od 15 do 20 obieg≤w.