A hónap témája a Polarisban: A Hubble-hangvilla | MCSE

A hónap témája a Polarisban: A Hubble-hangvilla

A galaxisok léte mindig is sok vitát váltott ki a csillagászok körében. Mik ezek az objektumok, és milyen típusokba sorolhatók be a ma ismert tudásunk alapján? Miről árulkodik a Hubble-hangvilla?

A galaxisok léte nagyon sok vitát váltott ki a csillagászat történetében. A 19. században az ellpitikus és spirális ködöknek nem mutatták ki semmilyen sajátmozgását, annak ellenére, hogy a radiális sebességük igen nagy. Ebből az a következtetés vonható les, hogy ezek a ködök nagyon messze vannak tőlünk. De hogy mégis milyen messze, az nagyon sokáig kérdéses volt. Edwin Hubble eredetileg az Androméda-ködben nóvacsillagokat keresett, de a megfigyelések során cefeida típusú változócsillagokat is megfigyelt a ködben. Akkoriban már ismert volt, hogy a változócsillagok ezen típusa nagyon jó használható távolságmérésre a fényességüket és a fényváltozás periódusát ismerve, tehát ezen cefeidák segítségével meg lehetett azt mondani, hogy milyen messze van az adott objektum.

Edwin Hubble ki is számolta, hogy az Androméda-köd 900 000 fényévre van tőlünk (a ma elfogadott érték 2,2 millió fényév). Bár ez sokkal kevesebb volt a valódi távolsághoz képest, de jóval nagyobb a Tejútrendszer méretéhez képest (100 000 fényév). Így bebizonyította, hogy ezek ugyanolyan önálló galaxisok, mint a mi Tejútrendszerünk. Későbbiekben egyre több galaxisnak a távolságát határozta meg, majd fel is írta a híressé vált törvényét is a galaxisok távolságára nézve.

De a csillagászat egyik fontos feladata, hogy megértsük, miként keletkezdet és fejlődtek a galaxisok a történetük során. Emiatt ezeket különböző osztályokba kell sorolni, hogy valami támpontot kapjunk arra vonatkozóan, honnan indulhat a galaxisok fejlődése.

A galaxisok ma is használt osztályozási rendszerét Edwin Hubble találta ki 1936-ban. Eredetileg a rendszer összesen kilenc típust különböztetett meg. Az osztályozás az elliptikus galaxisoktól kezdődik, majd kettéválik egy normális spirális osztályra, valamint egy küllős spirálgalaxis-osztályra. Ma azonban mind az elliptikus galaxisok, valamint a normális spirálszerkezettel rendelkező galaxisok több típust különböztetnek meg.

A galaxisok osztályozása nagyon nehéz feladat, hiszen egy galaxis szerkezetét nagyon nehéz meghatározni, ha nagyon kicsi vagy nagyon halvány a galaxis. Ennek érdekében jobb távcsöveket vagy űrtávcsöveket kell csatasorba állítani, hogy minél pontosabban meg tudjuk vizsgálni a galaxisok szerkezetét. A továbbiakban nézzük meg, hogy a Hubble-hangvillán található galaxisok milyen tulajdonságokkal rendelkeznek.

201405-honap-tema-hubble-hangvilla

Elliptikus galaxisok

Az elliptikus galaxisok két típusra oszthatók. A “szögletes” (boxy) típus jellemzői, hogy szinte egyáltalán nem forognak, alakjuk egy nem tengelyszimmetrikus ellipszoidra hasonlít. Csillagait az idős populáció jellemzi, vagyis koruk hasonló a Tejútrendszeréhez. A galaxis összetétele meglehetősen hasonlít a Tejút idős korongjához. Ezek alapján ezen galaxisok késői színképpel rendelkeznek, a galaxisok színe vörös. A “csúcsos” (disky) típus kicsit különbözik a “szögletes” galaxisoktól. Ezen típus képviselői lassan, de forognak. Alakjuk forgásszimmetrikus, kissé lapult. A csillagok populációs összetétele nem annyira extrém, mint a “szögletes” típusú galaxisoknál, és a fősíkjuk porból és csillagokból álló korong.

201405-honap-tema-ellip-ngc1132

Spirálgalaxisok

A spirálgalaxisokat két csoportba sorolhatjuk: normális spirálszerkezettel rendelkező galaxisokra illetve küllős spirálszerkezettel rendelkező galaxisokra.

Ezeknek a galaxisoknak a fénye zömmel a korongból érkezik, ezen belül is a spirálkarokból. Az alosztályokat végigtekintve sok eltérés tapasztalható az Sa-tól az Sc típusig. A spirálkarok egyre kevésbé lesznek felcsavartak, valamint egyre inkább fénylő csomókká esnek szét. A spirálkarokban egyre több csillagközi anyag figyelhető meg, továbbá a csillagok populációs összetétele is egyre fiatalabb. Éppen emiatt az Sc típusú galaxisok fénye kékebb, mint az Sa típusé, egyre korábbi színkép figyelhető meg. Vagyis érdekes módon nem az Sa jelű galaxisok fiatalabbak, hanem az Sc jelű galaxisok. Mivel a csillagképződés zöme a spirálkarokban zajlik, emiatt nagyon sok csillag található itt, ami magyarázatot ad arra, hogy miért olyan fényesek a spirálkarok.

A megfigyelések szerint a csillagok keringési sebessége a spirálgalaxisokban a központi fekete lyuk körül egy bizonyos távolság után mindenhol ugyanakkora, szemben az elméleti számításokkal. A galaxisok külső tartományaiban kevesebb anyagot látunk, éppen emiatt a keringési sebességnek csökkennie kellene a távolsággal, hasonló módon, mint a Naprendszerben is. Tehát a mozgás nem a Kepler-törvények szerint zajlik. Miként lehetséges ez? Jelenleg azt feltételezik a csillagászok, hogy a galaxisok, köztük a Tejútrendszer külső vidékein sokkal több anyag lehet, mint amit mi megfigyelünk. Ezt hívjuk sötét anyagnak. Azonban ennek az anyagnak a kiléte is igen fontos kérdés, melyre még ma sincsenek még kielégítő magyarázatok.

201405-honap-tema-spiral-m51

Aktív galaxisok

Aktív galaxisoknak nevezzük az olyan galaxisokat, amelyek rendellenes színképet mutatnak. Összehasonlítva a “rendes” galaxisok fényével, melyeknél a sok csillag miatt a sugárzás nagy része a látható tartományba esik, valamint elnyelési (abszorpciós) színképet mutatnak, az aktív galaxisok sugárzása zömmel nem a látható fénybe esik, valamint kibocsátási (emissziós) színképet is mutathatnak. Az aktivitásnak több oka lehet. Az egyik az aktív csillagkeletkezés. Ekkor nagyon sok forró fiatal csillag keletkezik, amelyek fénylésre késztetik a gázfelhőket. A másik ok, ami miatt aktív lehet egy galaxis, hogy a középpontjában található fekete lyukba hirtelen nagyon sok anyag kerül, és így a mag sugárzása felülmúlhatja a galaxis sugárzását. Mindkét jelenség oka többnyire a galaxisok kölcsönhatása. Ekkor valamilyen zavar keletkezik a galaxis szerkezetében, ami miatt erős lökéshullámok indulnak meg a gázban. Ennek a következménye az intenzív csillagkeletkezés, valamint a megnövekedett anyagbehullás.

Az aktív galaxisok körében sok típus különíthető el. Elsőként a Seyfert-galaxisok említendők, melyekben emissziós vonalak figyelhetők meg. Ezek túlnyomóan spirális szerkezetű galaxisok. Vannak még rádiógalaxisok, melyek sugárzásuk nagy részét a rádiófényben bocsátják ki. Ezek óriási elliptikus galaxisok, melyekből a rádiósugárzás két nagy, szimmetrikusan elhelyezkedő nyalábból ered. A kvazárok nagyon távoli, csillagszerű galaxismagok. A kvazárokhoz nagyon hasonló objektumok a blazárok, melyek többnyire abban különböznek, hogy színképvonalakat ebben a típusban egyáltalán nem figyelhetünk meg.

 

Egyéb galaxistípusok

Vannak olyan galaxisok, melyekben semmilyen szimmetriát, spirálkart nem lehet megfigyelni. Főbb képviselőik az ún. pekuliáris galaxisok, melyek az összes galaxisnak nagyjából 5%-át adják. Ezek többnyire kölcsönható galaxisok, melyeknél a tömegvonzás hatására teljesen megváltozott a galaxis szerkezete. Ha a kölcsönhatás gyengébb, akkor valamilyen típus megfigyelhető, de egy keskeny hidak vagy nyúlványok lépnek fel az árapályerő hatására.201405-honap-tema-peku-m82

Az anémiás galaxisok jellemzője, hogy kevés gáz figyelhető meg bennük. Emiatt a karok kontrasztja nagyon kicsi. Az N-galaxisok jellemzője a szokatlanul fényes, csillagszerű mag. Ezek a galaxisok általában aktív galaxisok.

Az internet világában nagyon sok lehetőség van arra, hogy az ember a számítógép monitorja előtt “nézze a csillagokat”. Az űrtávcsövekkel, valamint a Földön található távcsövekkel nagyon sok megfigyelést végeznek, amit a csillagászok nem mindig tudnak feldolgozni. Ezt használja ki a Zooniverse nevű kezdeményezés, melynek keretében az ember egy ingyenes regisztrációt követően bárki nagy mértékben hozzá tud járni nem csak a csillagászat, hanem többek között a biológia vagy a meteorológia tudományához is. A Zooniverse-en, pontosabban annak egy projektjében, a Galaxyzoo-ban a Hubble Űrtávcső felvételei alapján az ott megjelenő galaxisok osztályozásában lehet hozzájárulni.

  • A kazárokról a Meteor 2013/7-8. számában olvashatunk hosszabb cikket Bagó Balázs tollából