Galaktyki

Potężna galaktyka spiralna M 101 zwana galaktyką Wir.
Galaktyka to układ gwiazd i materii międzygwiazdowej i jest największym związanym grawitacyjnie systemem gwiazd występującym we Wszechświecie. Na podstawie budowy wyróżnia się cztery zasadnicze typy galaktyk: spiralne, eliptyczne, soczewkowate i nieregularne. Galaktyki o bardzo małej jasności i małych rozmiarach liniowych nazywane są galaktykami karłowatymi niezależnie od ich budowy. Są to galaktyki mniejsze kilkadziesiąt razy od Naszej Galaktyki. Być może istnieje ciągłe przejście między skrajnymi galaktykami karłowatymi a gromadami kulistymi. Najsłabsze galaktyki można obserwować jedynie w niedużych odległościach, praktycznie tylko w Układzie Lokalnym. Właśnie takie galaktyki są najbliżej położone od Drogi Mlecznej. W 1994 roku odkryto najbliższą nam galaktykę karłowatą w Strzelcu, a w 2003 roku dużo bliższą galaktykę karłowatą w Wielkim Psie. Zawierają one jedynie około 100 milionów gwiazd i są słabo widoczne ponieważ są zasłonięte przez materię galaktyczną. Obie galaktyki karłowate w Wielkim Psie i Strzelcu są rozrywane przez znacznie bardziej masywną Drogę Mleczną, której grawitacja pływowo rozciągnęła je w długie pasma gwiazd.
Galaktyki spiralne

Wielka Mgławica w Andromedzie (M31) jest galaktyką spiralną typu Sb. Towarzyszą jej dwie karłowate galaktyki eliptyczne: M32 (typ E2; u góry z lewej) i M110 (typ E5; u dołu z prawej).
Galaktyki spiralne to galaktyki które składają się z jądra i z ramion. Na ogół mamy do czynienia z dwoma ramionami, rzadziej z jednym czy z trzema. Wszystkie ramiona leżą w jednej płaszczyźnie, którą nazywamy dyskiem galaktycznym. Istnieją dwie rodziny galaktyk spiralnych: galaktyki spiralne zwykłe (oznaczenie S) i galaktyki spiralne z poprzeczką (oznaczenie Sb), w której występują ledwo widoczne jądro. Poprzeczka jest to swego rodzaju wydłużona struktura przechodząca przez jądro galaktyki i leżąca w tej samej płaszczyźnie co dysk galaktyczny. Wśród dużych galaktyk spiralnych liczebność zwykłych galaktyk jest kilkakrotnie większa niż z poprzeczką, natomiast wśród karłowatych galaktyki spiralne z poprzeczką stanowią około połowy całej ilości.

Galaktyka spiralna z poprzeczką NGC1365
Galaktyki spiralne dzielimy ze względu na stosunek wielkości ramion do jądra. Gdy jądro jest wyraźnie dużo większe od ramion, to jest to galaktyka typu a. Jeżeli ramiona są trochę większe to jest to galaktyka typu b. Potem mamy typ c, aż wreszcie dochodzimy do ostatniego rodzaju: d. Galaktyki spiralne typu d to galaktyki, w których jądro jest stosunkowo bardzo małe w porównaniu z ramionami.
Ponad 60% galaktyk to galaktyki spiralne (pomijając galaktyki karłowate). Jądro galaktyk spiralnych zbudowane jest ze starych gwiazd, natomiast w ramionach dominują młode gwiazdy. W środku galaktyk bardzo często znajduje się masywna czarna dziura o masie milionów mas Słońca. Przypuszcza się, że galaktyki spiralne powstały z obłoków materii, które wypełniały bardzo młody Wszechświat. W środkach tych obłoków zaczęły tworzyć się gwiazdy, przez co znikał gaz z obłoku. Jednak na jego krańcach gwiazdy nie tworzyły się już tak dobrze, i gaz nie zniknął całkowicie. Stworzył on zalążek dysku galaktycznego, zaś gwiazdy w środku utworzyły jądro galaktyki.
Droga Mleczna

Przypuszczalny widok Drogi Mlecznej z boku i z góry z zaznaczonym położeniem Słońca
Nasza galaktyka zwana Drogą Mleczną jest najprawdopodobniej galaktyką spiralną typu Sb zawierająca ponad 100 mld gwiazd. Jądro zawiera około 75% masy całej Galaktyki a w środku znajduje się najprawdopodobniej masywna czarna dziura. Kształt i budowę Drogi Mlecznej znamy gorzej niż sąsiednich galaktyk bowiem większość obiektów przesłania materia galaktyczna i nie możemy ich bezpośrednio obserwować. Obserwacje radiowe obłoków wodoru neutralnego wykazują istnienie w Galaktyce ramion spiralnych. Widać je również w zakresie optycznym. Nie tworzą one ciągłych spiral, a raczej porozrywane ich fragmenty (rysunek obok jest tylko schematem i nie pokazuje rzeczywistej struktury Galaktyki). Obserwujemy trzy podstawowe ramiona: ramię Strzelca (najbliżej centrum), Oriona i Perseusza i kilka mniejszych (ostatnio wyktyto nowe ramię znajdująze się za ramionami Strzelca i Perseusza.
Słońce znajduje się na skraju Galaktyki w ramieniu Oriona, obracając się względem centrum Galaktyki z prędkością około 220 km/s. Jeden pełen obieg wokół jądra trwa około 220 milionów lat.


Galaktyki eliptyczne
Olbrzymia galaktyka eliptyczna M 87 w Pannie
Są to galaktyki o symetrii kulistej lub elipsodajnej (oznacza się je literą E i podając stopień spłaszczenia od 1 do 7). Jasność powierzchniowa galaktyki eliptycznej jest największa w środku i zmniejsza się stopniowo na zewnątrz. W galaktykach tych nie występuje w zauważalnych ilościach pył i gaz. Cała widoczna materia jest skupiona w starych gwiazdach. Powstały one zapewne w krótkim okresie w początkowych etapach formowania się galaktyki. Rozmiary i masy galaktyki mieszczą się w bardzo szerokich granicach: od 0,1 miliarda mas Słońca do 10 000 miliardów mas Słońca. największymi galaktykami eliptycznymi są gigantyczne galaktyki cD o masie 10 000 miliardów mas Słońca. Występują najczęściej one w centralnych obszarach bogatych gromad galaktyk. Taka galaktyka znajduje się w centrum Gromady W warkoczu Bereniki, która jest środkiem supergromady. Można je również spotkać w małych grupach galaktyk. Galaktyki cD są często silnymi źródłami promieniowania radiowego.

Galaktyka soczewkowa M 85 w Warkoczu Bereniki. Jest większa od Drogi Mlecznej.
Galaktyki soczewkowate

Jest to typ pośredni między eliptycznymi a spiralnymi (oznaczenie S0) Jądro jest podobne do silnie spłaszczonej galaktyki eliptycznej, natomiast wokół znajduje się dysk ale bez żadnych śladów struktury spiralnej. Galaktyki te nie zawierają młodych gwiazd ani materii międzygwiezdnej co jest typowe dla galaktyk eliptycznych.
Galaktyki nieregularne

Są to galaktyki o osobliwym wyglądzie, nie wykazujące symetrii charakterystycznych dla galaktyk eliptycznych i spiralnych. Dzielimy je na dwa typy: Irr I oraz Irr II. Galaktyki Irr I zaliczamy obecnie do skrajnych odmian galaktyk spiralnych, gdyż mają z nimi wiele cech wspólnych: wirują wokół własnych osi, wykazują silne spłaszczenie i ślady struktury spiralnej. Odróżnia je natomiast to, że ma w nich jądra i ramion.

Wielki Obłok Magellana widziany przez teleskop Spitzera
Galaktyki typu Irr II są zupełnie nieregularne. Charakteryzuje je bezkształtny wygląd, niewielkie rozmiary i spore jasności powierzchniowe. W galaktykach tego rodzaju znajduje się także dużo młodych gwiazd. Galaktyki typu Irr I występują znacznie częściej niż te typu drugiego. Przykładem typu Irr I jest Wielki Obłok Magellana z gwiazdozbioru Złotej Ryby, jedna z najbliższych nam galaktyk, należąca do Układu Lokalnego. Zawiera ona około 10 mln gwiazd. Zawiera ona wiele gromad kulistych zarówno starych(12 mld lat), jak i młodych (10 mln lat) Przykładem typu Irr II jest galaktyka M82.
Również Mały Obłok Magellana z gwiazdozbioru Tukana zawierający około 2 miliardy gwiazd jest galaktyką nieregularną. Przypuszcza się że Wielki Obłok Magellana będący satelitą Naszej Galaktyki (podobnie jak Mielki Obłok Magellana) składa się z dwóch galaktyk położonych jedna za drugą.
Galaktyki podwójne


Układ dwóch spiralnych galaktyk NGC 2207 i NGC 2163
Galaktyka podwójna to po prostu dwie galaktyki które krążą wokół wspólnego środka masy. Lecz galaktyka podwójna może znajdować się w większym skupisku, np. w grupie galaktyk. Z tym zastrzeżeniem, że odległość pomiędzy tymi dwoma galaktykami musi być znacznie większa od ich odległości od innych galaktyk. Obie galaktyki składające się na ten obiekt są w przeważającej ilości galaktykami tego samego typu, to znaczy albo obie są spiralne, albo obie są eliptyczne. Występuje też skłonność do zgodności podtypów, tzn. częściej występuje para galaktyk typu np. Sb-Sb niż typu Sa-Sb.
Grupy i układy galaktyk


Gromada galaktyk w Warkoczu Bereniki (Coma)
Grupa galaktyk to co najmniej trzy galaktyki, które działają na siebie grawitacyjnie przez okres co najmniej miliarda lat. Grupy galaktyk są dosyć powszechnym zjawiskiem. Droga Mleczna także należy do grupy galaktyk, która nazywa się Układem Lokalnym. Największą galaktyką W Układzie Lokalnym jest galaktyka spiralna M31 (czyli Wielka Mgławica w Andromedzie), zawierająca 300 mld gwiazd. Drugą co do wielkości jest Droga Mleczna zawierająca 200 mld gwiazd, a trzecią M 33, galaktyka spiralna w Trójkącie zawierająca 50 miliardów gwiazd. Oprócz tego znajduje się kilka galaktyk średniej wielkości, a wśród nich Obłoki Magellana oraz kilkadziesiąt karłowatych. Obecnie znamy ponad 45 galaktyk wchodzących w skład Układu Lokalnego. W pobliżu Układu Lokalnego znajduje się co najmniej kilkanaście innych grup galaktyk. W promieniu 10 Mpc odkryto ich 13, lecz może być ich o kilka więcej.
Spis i rozmieszczenie galaktyk wchodzących w skład Układu Lokalnego znajduje się na stronie: http://wszechswiat.astrowww.pl/galaxies.html
Definicja gromady galaktyk nie jest jasno określona. Gromada jest po prostu wyjątkowo liczną grupą galaktyk. Mogą one zawierać od kilkudziesięciu do wielu tysięcy galaktyk. Najogólniej gromady galaktyk można podzielić na dwie klasy: gromady galaktyk regularne o skoncentrowanym rozkładzie galaktyk, bez struktury

Centrum gromady galaktyk w Pannie. Widoczne jasne galaktyki M86 u góry i M84 po prawej oraz NGC 4388 na dole i NGC 4387 w środku
wewnętrznej oraz nieregularne często bez wyraźnego środka lub z kilkoma lokalnymi zagęszczeniami. W regularnych występują jedynie galaktyki eliptyczne i soczewkowate, w nieregularnych również galaktyki spiralne. Masy regularnych wynoszą około 1014 1015 mas Słońca. Masy gromad nieregularnych są mniejsze.
Najbliższą gromadą regularną jest gromada w Warkoczu Bereniki zawierająca 1000 galaktyk eliptycznych i soczewkowatych. W jądrze gromady dominują dwie olbrzymie galaktyki eliptyczne typu cD.
Najbliższą nieregularną gromadą galaktyk jest Gromada w Pannie (Virgo) składa się z około 2500 galaktyk w większości spiralnych. W centrum znajduje się sześć dużych galaktyk eliptycznych z największą M 87 zawierającą 3x1013 mas Słońca. Gromada w Pannie znajduje się w centrum Supergromady Lokalnej.
Supergromady galaktyk

Są to struktury nieregularne, na ogół wydłużone lub spłaszczone, składające się przeważnie z kilku lub kilkunastu dużych gromad galaktyk. Nie stanowią one układów silnie związanych grawitacyjnie, jednakże obserwuje się wzajemne oddziaływanie sąsiednich galaktyk. Dotychczas wyodrębniono kilkanaście supergromad galaktyk.
Układ Lokalny galaktyk, w skład którego wchodzi Droga Mleczna jest częścią Supergromady Lokalnej. Centrum tej galaktyki znajduje się w Gromadzie Galaktyk w Pannie, gdzie znajduje się zagęszczenie gromad galaktyk. Lokalna Grupa Galaktyk znajduje się na peryferiach Supergalaktyki.

Opracowano na podstawie Szkolnego Słownika Astronomii wydawnictwa PWN i Internetu.