Za jasné noci můžete rozeznat kapelu mléčná dráha na noční obloze. Po tisíciletí na to astronomové hleděli s úžasem a pomalu docházeli k poznání, že naše Slunce je pouze jednou z miliard hvězd v galaxii. Postupem času, jak se naše přístroje a metody zdokonalovaly, jsme si uvědomili, že samotná Mléčná dráha byla pouze jednou z miliard galaxií, které tvoří vesmír.
Díky objevení Relativita a rychlost světla , také jsme pochopili, že když se díváme prostorem, díváme se také zpět v čase. Když vidíme objekt vzdálený 1 miliardu světelných let, vidíme také, jak tento objekt vypadal před 1 miliardou let. Tento efekt „stroje času“ umožnil astronomům studovat, jak vznikly galaxie (tj. galaktický vývoj).
Proces, ve kterém se galaxie tvoří a vyvíjejí, se vyznačuje stálým růstem v průběhu času, který začal krátce po velkém třesku. Tento proces a konečný osud galaxií zůstávají předmětem intenzivní fascinace a jsou stále plné záhad.
Ilustrace hloubky, do které HST zobrazoval galaxie v předchozích iniciativách Deep Field, v jednotkách věku vesmíru. Poděkování: NASA a A. Feild (STScI)
Vznik galaxie:
Současný vědecký konsensus je, že veškerá hmota ve vesmíru byla vytvořena zhruba před 13,8 miliardami let během události známé jako Velký třesk . V této době byla veškerá hmota zhutněna do velmi malé koule s nekonečnou hustotou a intenzivním teplem nazývané a Jedinečnost . Náhle se Singularita začala rozšiřovat a začal vesmír, jak ho známe.
Po rychlé expanzi a ochlazení byla distribuce veškeré hmoty téměř rovnoměrná. V průběhu několika miliard let, které následovaly, se mírně hustší oblasti vesmíru začaly navzájem gravitačně přitahovat. Rostly proto ještě více a vytvářely oblaka plynu a velké shluky hmoty.
Tyto shluky se staly prvotními galaxiemi, protože oblaka plynného vodíku v protogalaxii podstoupila gravitační kolaps, aby se stala prvními hvězdami. Některé z těchto raných objektů byly malé a staly se z nich malé trpasličí galaxie, zatímco jiné byly mnohem větší a staly se známými spirálovitými tvary, jako je naše vlastní Mléčná dráha.
Galaktické fúze:
Jakmile se tyto galaxie vytvořily, vyvinuly se společně do větších galaktických struktur nazývaných skupiny, kupy a nadkupy. Postupem času byly galaxie k sobě přitahovány silou své gravitace a se srazily v sérii fúzí . Výsledek těchto sloučení závisí na hmotnosti galaxií ve srážce.
Malé galaxie jsou roztrhány na kusy většími galaxiemi a přidány k hmotě větších galaxií. Naše vlastní Mléčná dráha nedávno pohltila několik trpasličích galaxií a proměnila je v proudy hvězd, které obíhají kolem galaktického jádra. Ale když se velké galaxie podobné velikosti spojí, stanou se z nich obří eliptické galaxie.
Když k tomu dojde, jemná spirální struktura se ztratí a sloučené galaxie se stanou velkými a eliptickými. Eliptické galaxie jsou jedny z největších pozorovaných galaxií. Dalším důsledkem těchto fúzí je, že supermasivní černé díry (SMBH) v jejich centrech ještě větší.
Ne všechny fúze vyústí v eliptické galaxie. Ale všechna sloučení vedou ke změně struktury sloučených galaxií. Například se věří, že Mléčná dráha zažívá menší událost sloučení s blízkými Magellanova mračna ; a v posledních letech bylo zjištěno, že Canis major trpasličí galaxie se spojila s naší.
Zatímco fúze jsou považovány za násilné události, neočekává se, že by ke skutečným srážkám mezi hvězdnými systémy došlo, vzhledem k obrovským vzdálenostem mezi hvězdami. Fúze však mohou vyústit v gravitační rázové vlny, které jsou schopny vyvolat vznik nových hvězd. To je to, co se podle předpovědi stane, když se naše vlastní galaxie Mléčná dráha stane splyne s galaxií Andromeda asi za 4 miliardy let.
Galaktická smrt:
Nakonec galaxie přestanou tvořit hvězdy, jakmile vyčerpají zásoby studeného plynu a prachu. Jak zásoby docházejí, tvorba hvězd se v průběhu miliard let zpomaluje, až úplně ustane. Pokračující slučování však zajistí, že se ve starších galaxiích budou ukládat čerstvé hvězdy, plyn a prach, čímž se prodlouží jejich život.
V současnosti se má za to, že naše galaxie spotřebovala většinu vodíku a tvorba hvězd se zpomalí, dokud se zásoby nevyčerpají. Hvězdy jako naše Slunce mohou vydržet jen 10 miliard let nebo tak nějak; ale ti nejmenší, nejchladnější červení trpaslíci vydrží několik bilionů let . Díky přítomnosti trpasličích galaxií a našemu nadcházejícímu sloučení s Andromedou by však naše galaxie mohla existovat ještě déle.
Všechny galaxie v této blízkosti Vesmíru se však nakonec gravitačně spojí jedna s druhou a splynou v obří eliptickou galaxii. Astronomové viděli příklady těchto druhů „fosilních galaxií“, což je dobré Messier 49 – supermasivní eliptická galaxie.
Tyto galaxie vyčerpaly všechny své zásoby hvězdotvorného plynu a zbyly jen déle trvající hvězdy. Nakonec, po dlouhou dobu, budou tyto hvězdy pomrkávat jedna po druhé, dokud celá věc nebude mít teplotu pozadí vesmíru.
Poté, co se naše galaxie spojí s Andromedou a dále se spojí se všemi ostatními blízkými galaxiemi v místní skupině, můžeme očekávat, že i ona bude mít podobný osud. A tak evoluce galaxií probíhala miliardy let a v dohledné budoucnosti k ní bude i nadále docházet.
Pro Universe Today jsme napsali mnoho článků o galaxiích. Zde je Co je Mléčná dráha? , Jak vznikla Mléčná dráha? , Co se stane, když se galaxie srazí? , Co se stane, když galaxie zemřou? , Nový směr galaktické evoluce , a Superpočítač bude studovat evoluci galaxie ,
Pokud chcete více informací o galaxiích, podívejte se Tiskové zprávy Hubblesite o galaxiích , a tady je Vědecká stránka NASA o galaxiích .
Nahráli jsme také epizodu Astronomy Cast o galaxiích – Epizoda 97: Galaxie .
Prameny:
