В ясна нощ можете да очертаете лентата на Млечния път на нощното небе. От хилядолетия астрономите гледаха на него със страхопочитание, бавно стигайки до осъзнаването, че нашето Слънце е просто една от милиарди звезди в галактиката. С течение на времето, докато нашите инструменти и методи се подобриха, разбрахме, че самият Млечен път е просто една от милиарди галактики, които съставляват Вселената.
Благодарение на откриването на относителността и скоростта на светлината, ние също разбрахме, че когато гледаме през космоса, ние също се оглеждаме назад във времето. Виждайки обект на разстояние 1 милиард светлинни години, ние също виждаме как изглежда този обект преди 1 милиард години. Този ефект на машината на времето позволи на астрономите да проучат как са възникнали галактиките (т.е. галактическа еволюция).
Процесът, при който галактиките се формират и развиват, се характеризира с постоянен растеж във времето, който започна малко след Големия взрив. Този процес и евентуалната съдба на галактиките остават обект на интензивно очарование и все още е изпълнен със своя дял от мистерии.
Формиране на галактика:
Настоящият научен консенсус е, че цялата материя във Вселената е създадена преди около 13,8 милиарда години по време на събитие, известно като Големия взрив. По това време цялата материя беше уплътнена в много малка топка с безкрайна плътност и интензивна топлина, наречена Сингулярност. Изведнъж Сингуларността започна да се разширява, а Вселената, както знаем, започна.
След бързо разширяване и охлаждане цялата материя беше почти равномерна в разпределението. През следващите няколко милиарда години малко по-гъстите райони на Вселената започнаха да се привличат гравитационно един към друг. Следователно те станаха още по-плътни, образувайки газови облаци и големи буци материя.
Тези бучки станаха първични галактики, тъй като облаците от водороден газ в прото-галактиките претърпяха гравитационен срив, за да станат първите звезди. Някои от тези ранни обекти бяха малки и се превърнаха в мънички галактики джуджета, докато други бяха много по-големи и станаха познатите спираловидни форми, като нашия собствен Млечен път.
Галактически сливания:
След като се образуват, тези галактики се развиват заедно в по-големи галактически структури, наречени групи, клъстери и суперкластери. С течение на времето галактиките бяха привлечени една от друга със силата на своята гравитация и се сблъскаха заедно в серия от сливания. Резултатът от тези сливания зависи от масата на галактиките при сблъсъка.
Малките галактики се разкъсват от по-големи галактики и се прибавят към масата на по-големите галактики. Нашият собствен Млечен път наскоро погълна няколко галактики джуджета, превръщайки ги в потоци от звезди, които обикалят около галактическото ядро. Но когато големи галактики с подобни размери се съберат, те се превръщат в гигантски елиптични галактики.
Когато това се случи, деликатната спирална структура се губи и слетите галактики стават големи и елиптични. Елиптичните галактики са едни от най-големите галактики, наблюдавани някога. Друго следствие от тези сливания е, че свръхмасивните черни дупки (SMBH) в техните центрове стават още по-големи.
Не всички сливания ще доведат до елиптични галактики, имайте предвид. Но всички сливания водят до промяна в структурата на обединените галактики. Например се смята, че Млечният път преживява незначително сливане с близките Магеланови облаци; и през последните години се установи, че джуджетата галактика Canis Major се е сляла със собствената ни.
Докато сливанията се разглеждат като насилствени събития, не се очаква действителни сблъсъци между звездни системи, предвид огромните разстояния между звездите. Обединенията обаче могат да доведат до гравитационни ударни вълни, които могат да предизвикат образуването на нови звезди. Това се очаква да се случи, когато нашата собствена галактика Млечен път се слее с галактиката Андромеда за около 4 милиарда години.
Галактическа смърт:
В крайна сметка галактиките престават да образуват звезди, след като изчерпват снабдяването със студен газ и прах. Тъй като доставките изчерпват, образуването на звезди се забавя в течение на милиарди години, докато не спре изцяло. Въпреки това, продължаващите сливания ще гарантират, че пресни звезди, газ и прах се отлагат в по-стари галактики, като по този начин удължават живота им.
В момента се смята, че нашата галактика е използвала по-голямата част от водорода си и образуването на звезди ще се забави, докато снабдяването се изчерпи. Звезди като нашето Слънце могат да продължат само 10 милиарда години; но най-малките, най-готини червени джуджета могат да продължат няколко трилиона години. Въпреки това, благодарение на наличието на галактики джуджета и предстоящото ни сливане с Андромеда, нашата галактика може да съществува още по-дълго.
Въпреки това всички галактики в тази близост до Вселената в крайна сметка ще станат гравитационно свързани една с друга и ще се слеят в гигантска елиптична галактика. Астрономите са видели примери за тези видове „изкопаеми галактики“, добро от които е Месиер 49 - свръхмасивна елиптична галактика.
Тези галактики са използвали всичките си запаси от звезди, образуващи газ, и всичко, което е останало, са по-дълготрайните звезди. В крайна сметка през дълги времена тези звезди ще намигат една след друга, докато цялото нещо не е фоновата температура на Вселената.
След като нашата галактика се слее с Андромеда и продължи да се слее с всички други близки галактики в местната група, можем да очакваме, че и тя ще претърпи подобна съдба. И така, еволюцията на галактиката се случва в продължение на милиарди години и тя ще продължи да се случва в обозримо бъдеще.
Написахме много статии за галактики за Space Magazine. Ето какво е Млечният път? Как се е образувал Млечният път? Какво се случва, когато галактиките се сблъскат? Какво се случва, когато галактиките умират?
Ако искате повече информация за галактиките, проверете новините на Hubblesite за галактиките и ето научната страница на НАСА за галактиките.
Записали сме и епизод от Астрономически роли за галактиките - Епизод 97: Галактики.
Източници:
- Катедрата по астрономия - Корнелски университет - формиране и еволюция
- Уикипедия - формиране и еволюция на Галактика
- SKA - Как се развиват галактиките?
