Спирална галаксија

Спирална галаксија је тип галаксије у Хабловом низу коју карактеришу следећа физичка својства: знатан укупан момент импулса, галаксија се састоји из језгра које је окружено диском, језгро подсећа на елиптичке галаксије и садржи многе старе звезде (оне које припадају тзв. Популацији II), а обично и супермасивну црну рупу у свом средишту, и диск је раван, ротирајући скуп младих звезда (Популација I), међузвездане материје и расејаних звезданих јата.

Спиралне галаксије су тако назване због тога што се диск састоји од грана, сјајних од формирања звезда, које се приближно логаритамски шире од језгра.^[1] Премда их је понекад тешко уочити, ове гране разликују спиралне галаксије од лентикуларних, које имају структуру диска али не и спиралне гране. Дискове спиралних галаксија обично окружују велики сфероидни халои састављени од звезда популације II, од којих се многи налазе сконцентрисани у збијеним звезданим јатима која круже око сентра галаксије. За нашу галаксију, Млечни пут, се дуго сматрало да је спирална, са Sbc класификацијом у Хабловом низу, међутим, недавна истраживања помоћу свемирског телескопа Спицер потврђују да она у ствари припада пречкастим спиралним галаксијама.

Примећено је да отприлике две трећине свих спирала има додатну компоненту у облику шипкасте структуре^[2] која се протеже од централне избочине, на чијим крајевима почињу спирални кракови. Удео спирала са пречкама у односу на спирале без њих се вероватно мењао током историје свемира, са само око 10% које садржи шипке пре око 8 милијарди година, на отприлике четвртину пре 2,5 милијарде година, до данас, где преко две трећине галаксија у видљивом универзуму (Хаблова запремина) имају краке.^[3]

Млечни пут је спирала са преградама, иако је саму траку тешко посматрати са тренутног положаја Земље унутар галактичког диска.^[4] Најубедљивији докази да звезде формирају пречку у галактичком центру долазе из неколико недавних истраживања, укључујући она помоћу Спицеровог свемирског телескопа.^[5]

Заједно са неправилним галаксијама, спиралне галаксије чине приближно 60% галаксија у данашњем универзуму.^[6] Углавном се налазе у регионима ниске густине и ретке су у центрима галактичких јата.^[7]

Порекло спиралне структуре

Рани пионир истраживања о формирању спиралних грана је био Бертил Линдблад. Он је схватио да је идеја да су звезде трајно распоређене у облик спирале неодржива због „дилеме о намотавању“. Пошто се брзина ротације галактичког диска разликује у зависности од удаљености од средишта галаксије, радијална грана би брзо постала закривљена како галаксија ротира. Грана би, након неколико обрта галаксије, постајала све закривљенија и све би се чвршће обмотавала око галаксије. Међутим, резултати посматрања говоре да се ово не дешава.

Објашњење о изгледу грана спиралних галаксија

Први прихватљиву теорију су осмислили Френк Шу и Лин 1964. Они су сугерисали да су спиралне гране манифестација таласа густине у спирали. Претпоставили су да звезде путују у благо елиптичким орбитама као и да су оријентације њихових орбита у корелацији тј. елипсе се помало разликују у својој оријентацији (једна у односу на другу) уз растућу удаљеност од галактичког центра. Ово је илустровано на дијаграму. Јасно је да се елиптичке орбите у појединим областима приближавају што даје ефекат постојања грана. Звезде, дакле, не остају заувек у позицији у којој их сада видимо, већ пролазе кроз гране док путују својим орбитама.

Алтернативне хипотезе које су предложене укључују таласе формирања звезда који се крећу по галаксији; сјајне звезде настале у тим формирањима брзо одумиру чиме остављају тамније области иза таласа чинећи тако таласе видљивим.

Примери

Види још

Референце

^ Hubble, E.P. (1936). The realm of the nebulae. Mrs. Hepsa Ely Silliman memorial lectures, 25. New Haven: Yale University Press. ISBN 9780300025002. OCLC 611263346. Alt URL(pp. 124–151)
^ D. Mihalas (1968). Galactic Astronomy. W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-0326-6.
^ „Hubble and Galaxy Zoo Find Bars and Baby Galaxies Don't Mix”. Science Daily. 16. 1. 2014.
^ „Ripples in a Galactic Pond”. Scientific American. октобар 2005. Архивирано из оригинала 6. 9. 2013. г.
^ R. A. Benjamin; E. Churchwell; B. L. Babler; R. Indebetouw; M. R. Meade; B. A. Whitney; C. Watson; M. G. Wolfire; M. J. Wolff; R. Ignace; T. M. Bania; S. Bracker; D. P. Clemens; L. Chomiuk; M. Cohen; J. M. Dickey; J. M. Jackson; H. A. Kobulnicky; E. P. Mercer; J. S. Mathis; S. R. Stolovy; B. Uzpen (септембар 2005). „First GLIMPSE Results on the Stellar Structure of the Galaxy”. The Astrophysical Journal Letters. 630 (2): L149—L152. Bibcode:2005ApJ...630L.149B. S2CID 14782284. arXiv:astro-ph/0508325  . doi:10.1086/491785.
^ Loveday, J. (фебруар 1996). „The APM Bright Galaxy Catalogue”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 278 (4): 1025—1048. Bibcode:1996MNRAS.278.1025L. arXiv:astro-ph/9603040  . doi:10.1093/mnras/278.4.1025.
^ Dressler, A. (март 1980). „Galaxy morphology in rich clusters — Implications for the formation and evolution of galaxies”. The Astrophysical Journal. 236: 351—365. Bibcode:1980ApJ...236..351D. doi:10.1086/157753.

Литература

Giudice, G.F.; Mollerach, S.; Roulet, E. (1994). „Can EROS/MACHO be detecting the galactic spheroid instead of the galactic halo?”. Physical Review D. 50 (4): 2406—2413. Bibcode:1994PhRvD..50.2406G. PMID 10017873. S2CID 14500715. arXiv:astro-ph/9312047  . doi:10.1103/PhysRevD.50.2406.
Stephens, Tim (6. 3. 2007). „AEGIS survey reveals new principle governing galaxy formation and evolution”. UC Santa Cruz. Архивирано из оригинала 11. 3. 2007. г. Приступљено 24. 5. 2006.
Merrifield, M. R. „Spiral Galaxies and Pattern Speed”. Sixty Symbols. Brady Haran for the University of Nottingham.
Kormendy, J.; Drory, N.; Bender, R.; Cornell, M. E. (2010). „Bulgeless Giant Galaxies Challenge Our Picture of Galaxy Formation by Hierarchical Clustering”. The Astrophysical Journal. 723 (1): 54—80. Bibcode:2010ApJ...723...54K. S2CID 119303368. arXiv:1009.3015  . doi:10.1088/0004-637X/723/1/54. hdl:2152/35173.
Sachdeva, S.; Saha, K. (2016). „Survival of Pure Disk Galaxies over the Last 8 Billion Years”. The Astrophysical Journal Letters. 820 (1): L4. Bibcode:2016ApJ...820L...4S. S2CID 14644377. arXiv:1602.08942  . doi:10.3847/2041-8205/820/1/L4.
Kormendy, J.; Kennicutt, Jr. R. C. (2004). „Secular Evolution and the Formation of Pseudobulges in Disk Galaxies”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 42 (1): 603—683. Bibcode:2004ARA&A..42..603K. S2CID 515479. arXiv:astro-ph/0407343  . doi:10.1146/annurev.astro.42.053102.134024.
Athanassoula, E. (2005). „On the nature of bulges in general and of box/peanut bulges in particular: input from N-body simulations”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 358 (4): 1477—1488. Bibcode:2005MNRAS.358.1477A. arXiv:astro-ph/0502316  . doi:10.1111/j.1365-2966.2005.08872.x.
Ferrarese, L.; Merritt, D. (2000). „A Fundamental Relation between Supermassive Black Holes and Their Host Galaxies”. The Astrophysical Journal Letters. 539 (1): L9—L12. Bibcode:2000ApJ...539L...9F. S2CID 6508110. arXiv:astro-ph/0006053  . doi:10.1086/312838.
Xiao, T.; Barth, A. J.; Greene, J. E.; Ho, L. C.; Bentz, M. C.; Ludwig, R. R.; Jiang, Y. (2011). „Exploring the Low-mass End of the M $_BH$-$\sigma$$_*$ Relation with Active Galaxies”. The Astrophysical Journal. 739 (1): 28. Bibcode:2011ApJ...739...28X. S2CID 118444825. arXiv:1106.6232  . doi:10.1088/0004-637X/739/1/28.
Magorrian, J.; Tremaine, S.; Richstone, D.; Bender, R.; Bower, G.; Dressler, A.; Faber, S. M.; Gebhardt, K.; Green, R.; Grillmair, C.; Kormendy, J.; Lauer, T. (1998). „The Demography of Massive Dark Objects in Galaxy Centers”. The Astronomical Journal. 115 (6): 2285—2305. Bibcode:1998AJ....115.2285M. S2CID 17256372. arXiv:astro-ph/9708072  . doi:10.1086/300353.
Häring, N.; Rix, H.-W. (2004). „On the Black Hole Mass-Bulge Mass Relation”. The Astrophysical Journal Letters. 604 (2): L89—L92. Bibcode:2004ApJ...604L..89H. S2CID 119431361. arXiv:astro-ph/0402376  . doi:10.1086/383567.
Spitler, L. R.; Forbes, D. A. (2009). „A new method for estimating dark matter halo masses using globular cluster systems”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 392 (1): L1—L5. Bibcode:2009MNRAS.392L...1S. S2CID 16818778. arXiv:0809.5057  . doi:10.1111/j.1745-3933.2008.00567.x.
Sadoun, R.; Colin, J. (2012). „M_BH–σ relation between supermassive black holes and the velocity dispersion of globular cluster systems”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 426 (1): L51—L55. Bibcode:2012MNRAS.426L..51S. S2CID 117185846. arXiv:1204.0144  . doi:10.1111/j.1745-3933.2012.01321.x.
Simmons, B. D.; Smethurst, R. J.; Lintott, C. (2017). „Supermassive black holes in disk-dominated galaxies outgrow their bulges and co-evolve with their host galaxies”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 470 (2): 1559—1569. Bibcode:2017MNRAS.470.1559S. arXiv:1705.10793  . doi:10.1093/mnras/stx1340.
Shu, Frank H. (2016-09-19). „Six Decades of Spiral Density Wave Theory”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 54 (1): 667—724. Bibcode:2016ARA&A..54..667S. ISSN 0066-4146. doi:10.1146/annurev-astro-081915-023426.
Roberts, W. W. (1969-10-01). „Large-Scale Shock Formation in Spiral Galaxies and its Implications on Star Formation”. The Astrophysical Journal. 158: 123. Bibcode:1969ApJ...158..123R. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/150177.
Toomre, Alar; Toomre, Juri (1972-12-01). „Galactic Bridges and Tails”. The Astrophysical Journal. 178: 623—666. Bibcode:1972ApJ...178..623T. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/151823.
Goldreich, P.; Tremaine, S. (1979-11-01). „The excitation of density waves at the Lindblad and corotation resonances by an external potential” (PDF). The Astrophysical Journal. 233: 857—871. Bibcode:1979ApJ...233..857G. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/157448.

Спољашње везе

Спиралне галаксије на SEDS Месје странама
Spiral Galaxies @ SEDS Messier pages
SpiralZoom.com Архивирано на сајту Wayback Machine (6. март 2019), an educational website about Spiral Galaxies and other spiral formations found in nature. For high school & general audience.
Spiral Structure explained
GLIMPSE: the Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire Архивирано на сајту Wayback Machine (8. мај 2021)

[Hubble-1936-1] Hubble, E.P. (1936). The realm of the nebulae. Mrs. Hepsa Ely Silliman memorial lectures, 25. New Haven: Yale University Press. ISBN 9780300025002. OCLC 611263346. Alt URL(pp. 124–151)

[mihalas1968-2] D. Mihalas (1968). Galactic Astronomy. W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-0326-6.

[3] „Hubble and Galaxy Zoo Find Bars and Baby Galaxies Don't Mix”. Science Daily. 16. 1. 2014.

[4] „Ripples in a Galactic Pond”. Scientific American. октобар 2005. Архивирано из оригинала 6. 9. 2013. г.

[5] R. A. Benjamin; E. Churchwell; B. L. Babler; R. Indebetouw; M. R. Meade; B. A. Whitney; C. Watson; M. G. Wolfire; M. J. Wolff; R. Ignace; T. M. Bania; S. Bracker; D. P. Clemens; L. Chomiuk; M. Cohen; J. M. Dickey; J. M. Jackson; H. A. Kobulnicky; E. P. Mercer; J. S. Mathis; S. R. Stolovy; B. Uzpen (септембар 2005). „First GLIMPSE Results on the Stellar Structure of the Galaxy”. The Astrophysical Journal Letters. 630 (2): L149—L152. Bibcode:2005ApJ...630L.149B. S2CID 14782284. arXiv:astro-ph/0508325  . doi:10.1086/491785.

[6] Loveday, J. (фебруар 1996). „The APM Bright Galaxy Catalogue”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 278 (4): 1025—1048. Bibcode:1996MNRAS.278.1025L. arXiv:astro-ph/9603040  . doi:10.1093/mnras/278.4.1025.

[7] Dressler, A. (март 1980). „Galaxy morphology in rich clusters — Implications for the formation and evolution of galaxies”. The Astrophysical Journal. 236: 351—365. Bibcode:1980ApJ...236..351D. doi:10.1086/157753.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]