กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

กาแล็กซีเกลียว

กาแล็กซีเกลียวเป็นกาแล็กซีประเภท หนึ่งที่ เอ็ดวิน ฮับเบิลได้อธิบายไว้ในงานThe Realm of the Nebulae ในปี 1936 และเป็นส่วนหนึ่งของลำดับฮับเบิล กาแล็กซี เกลียวส่วนใหญ่ประกอบด้วย

กาแล็กซีเกลียว

ตัวอย่างหนึ่งของกาแล็กซีเกลียว คือเมสซิเยร์ 77 (หรือที่รู้จักกันในชื่อNGC 1068)

กาแล็กซีเกลียวเป็นกาแล็กซีประเภท หนึ่งที่ เอ็ดวิน ฮับเบิลได้อธิบายไว้ในงานThe Realm of the Nebulae ในปี 1936 [ 1 ]และเป็นส่วนหนึ่งของลำดับฮับเบิล กาแล็กซี เกลียวส่วนใหญ่ประกอบด้วย จานแบนที่หมุนได้ซึ่งมีดาวฤกษ์ก๊าซและฝุ่นและมีกลุ่มดาวฤกษ์อยู่ตรงกลางที่เรียกว่าส่วนนูนซึ่ง มักจะล้อมรอบด้วย รัศมี ดาวฤกษ์ ที่จางกว่ามากซึ่งหลายดวงอยู่ในกระจุกดาวทรงกลม

กาแล็กซี เกลียวได้ชื่อมาจากโครงสร้างเกลียวที่ทอดยาวจากใจกลางสู่จานกาแล็กซี แขนเกลียวเป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์ อย่างต่อเนื่อง และมีความสว่างกว่าจานกาแล็กซีโดยรอบ เนื่องจากมีดาวฤกษ์ประเภท OB อายุน้อยและร้อน จัดอาศัยอยู่

โดยประมาณสองในสามของกาแล็กซีเกลียวทั้งหมดถูกสังเกตว่ามีส่วนประกอบเพิ่มเติมในรูปแบบของโครงสร้างคล้ายแท่ง[ 2 ]ซึ่งยื่นออกมาจากส่วนนูนตรงกลาง โดยที่ปลายของแขนเกลียวจะเริ่มต้นขึ้น สัดส่วนของกาแล็กซีเกลียวที่มี แท่ง เมื่อเทียบกับกาแล็กซีเกลียวที่ไม่มีแท่งน่าจะเปลี่ยนแปลงไปตลอดประวัติศาสตร์ของจักรวาล โดยมีเพียงประมาณ 10% ที่มีแท่งเมื่อประมาณ 8 พันล้านปีก่อน ลดลงเหลือประมาณหนึ่งในสี่เมื่อ 2.5 พันล้านปีก่อน จนถึงปัจจุบัน ซึ่ง กาแล็กซีมากกว่าสองในสามในจักรวาลที่มองเห็นได้ ( ปริมาตรของฮับเบิล ) มีแท่ง[ 3 ]

ทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีเกลียวมีแถบ แม้ว่าแถบนั้นจะสังเกตได้ยากจากตำแหน่งปัจจุบันของโลกภายในจานกาแล็กซี[ 4 ]หลักฐานที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับดาวฤกษ์ที่ก่อตัวเป็นแถบในใจกลางกาแล็กซีมาจากการสำรวจล่าสุดหลายครั้ง รวมถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์[ 5 ]

กาแล็กซีเกลียว ร่วมกับกาแล็กซีไร้รูปร่างประกอบกันเป็นประมาณ 60% ของกาแล็กซีทั้งหมดในเอกภพปัจจุบัน[ 6 ]ส่วนใหญ่มักพบในบริเวณที่มีความหนาแน่นต่ำและหายากในใจกลางกระจุกกาแล็กซี[ 7 ]

โครงสร้าง

แผนภาพแบบส้อมเสียงของลำดับฮับเบิล

กาแล็กซีเกลียวอาจประกอบด้วยส่วนประกอบที่แตกต่างกันหลายส่วน:

  • จานหมุนของดาวฤกษ์และสสารระหว่างดาวซึ่งมีแขนกังวลเป็นส่วนประกอบที่โดดเด่น
  • แผ่นดิสก์ที่ค่อนข้างแบนที่มีอัตราส่วนความหนาต่อเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.2 [ 8 ]
  • ใจกลางกาแล็กซีมี ส่วนนูน ของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เป็นดาวฤกษ์เก่า ซึ่งมีลักษณะคล้ายกาแล็กซีรูปทรงรี
  • การกระจายตัวของดาวฤกษ์ในรูปทรงแท่ง
  • กลุ่มดาวทรงกลมขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบดาวฤกษ์หลายดวง รวมถึงดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลม จำนวนมาก
  • หลุมดำ มวลมหาศาลที่อยู่ใจกลางส่วนนูนของกาแล็กซี
  • รัศมีสสารมืด เกือบ ทรงกลม[ 9 ]

ความสำคัญสัมพัทธ์ในแง่ของมวล ความสว่าง และขนาดของส่วนประกอบต่างๆ นั้นแตกต่างกันไปในแต่ละกาแล็กซี

แขนเกลียว

กาแล็กซีเกลียวมีแถบUGC 12158

แขนกังวลเป็นบริเวณของดาวฤกษ์ที่ยื่นออกมาจากใจกลางของกาแล็กซีกังวลแบบมี แถบและ ไม่มีแถบบริเวณที่ยาวและบางเหล่านี้มีลักษณะคล้ายเกลียวจึงเป็นที่มาของชื่อกาแล็กซีกังวล โดยธรรมชาติแล้วกาแล็กซีกังวลประเภท ต่างๆ จะมีโครงสร้างแขนกังวลที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น กาแล็กซีประเภท Sc และ SBc มีแขนกังวลที่ "หลวม" มาก ในขณะที่กาแล็กซีประเภท Sa และ SBa มีแขนกังวลที่พันกันแน่น (อ้างอิงจากลำดับฮับเบิล) ไม่ว่าจะเป็นแบบใด แขนกังวลก็ประกอบด้วยดาวฤกษ์สีน้ำเงินอายุน้อยจำนวนมาก (เนื่องจากความหนาแน่นของมวลสูงและอัตราการก่อตัวของดาวฤกษ์สูง) ซึ่งทำให้แขนกังวลสว่างมาก

นูน

ส่วน นูน ( Bulge ) คือกลุ่มดาวขนาดใหญ่ที่อัดแน่นอยู่ด้วยกัน คำนี้หมายถึงกลุ่มดาวใจกลางที่พบในกาแล็กซีเกลียวส่วนใหญ่ ซึ่งมักนิยามว่าเป็นการแผ่แสงจากดาวฤกษ์ที่มากกว่าการแผ่แสงจากจานรอบนอก (แบบเอกซ์โปเนนเชียล) ที่ขยายเข้ามาด้านใน

NGC 1300ในแสงอินฟราเรด

โดยใช้การจำแนกประเภทของฮับเบิล ส่วนนูนของกาแล็กซี Sa มักประกอบด้วยดาวฤกษ์ประเภท Population IIซึ่งเป็นดาวฤกษ์สีแดงเก่าที่มีปริมาณโลหะต่ำ นอกจากนี้ ส่วนนูนของกาแล็กซี Sa และ SBa มักมีขนาดใหญ่ ในทางตรงกันข้าม ส่วนนูนของกาแล็กซี Sc และ SBc มีขนาดเล็กกว่ามาก[ 10 ]และประกอบด้วยดาวฤกษ์ประเภท Population I สีน้ำเงินอายุน้อย ส่วนนูนบางส่วนมีคุณสมบัติคล้ายกับกาแล็กซีรูปทรงรี (ปรับขนาดให้มวลและความสว่างต่ำลง) ในขณะที่บางส่วนปรากฏเป็นศูนย์กลางความหนาแน่นสูงของจาน โดยมีคุณสมบัติคล้ายกับกาแล็กซีแบบจาน

เชื่อกันว่าใจกลางของส่วนนูนจำนวนมากมีหลุมดำมวลมหาศาล อยู่ ตัวอย่างเช่น ในกาแล็กซีของเราเอง วัตถุที่เรียกว่าSagittarius A*ก็คือหลุมดำมวลมหาศาลนั่นเอง มีหลักฐานมากมายที่สนับสนุนการมีอยู่ของหลุมดำในใจกลางกาแล็กซีเกลียว รวมถึงการมีนิวเคลียสที่กำลังทำงานอยู่ในกาแล็กซีเกลียวบางแห่ง และการวัดทางพลศาสตร์ที่พบมวลส่วนกลางขนาดใหญ่และหนาแน่นในกาแล็กซีต่างๆ เช่นMessier 106

บาร์

ส่วนที่ยืดออกเป็นรูปแท่งของดาวฤกษ์นั้นพบได้ในกาแล็กซีเกลียวประมาณสองในสามของทั้งหมด[ 11 ] [ 12 ]การปรากฏของมันอาจจะชัดเจนหรือคลุมเครือก็ได้ ในกาแล็กซีเกลียว (และกาแล็กซีรูปเลนส์) ที่มองจากด้านข้าง บางครั้งสามารถสังเกตเห็นการปรากฏของแท่งได้จากโครงสร้างรูปตัว X หรือรูปเปลือกถั่วลิสงที่อยู่นอกระนาบ[ 13 ] [ 14 ]ซึ่งโดยทั่วไปจะมองเห็นได้ชัดเจนที่สุดที่ครึ่งหนึ่งของความยาวของแท่งที่อยู่ในระนาบ

ทรงกลม

กาแล็กซีเกลียว 19 แห่งที่มองเห็นด้านหน้าจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ในแสงอินฟราเรดใกล้และกลาง ดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าจะปรากฏเป็นสีน้ำเงิน และกระจุกตัวอยู่ที่แกนกลางของกาแล็กซี ฝุ่นเรืองแสง แสดงให้เห็นว่ามันอยู่รอบๆ และระหว่างดาวฤกษ์ โดยปรากฏเป็นเฉดสีแดงและส้ม ดาวฤกษ์ที่ยังก่อตัวไม่เสร็จสมบูรณ์และถูกห่อหุ้มด้วยแก๊สและฝุ่นจะปรากฏเป็นสีแดงสด[ 15 ]

ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในกาแล็กซีแบบก้นหอยนั้นตั้งอยู่ใกล้ระนาบเดียว ( ระนาบกาแล็กซี ) ในวงโคจรเป็น วงกลมตามแบบแผนทั่วไปรอบศูนย์กลางของกาแล็กซี ( ศูนย์กลางกาแล็กซี ) หรืออยู่ใน ส่วนนูนทรง กลมรอบแกนกลางของกาแล็กซี

อย่างไรก็ตาม ดาวฤกษ์บางดวงอาศัยอยู่ในฮาโลทรงกลมหรือทรงกลมกาแล็กซี ซึ่งเป็น ฮาโลชนิดหนึ่งของ กาแล็กซี พฤติกรรมการโคจรของดาวฤกษ์เหล่านี้ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ แต่พวกมันอาจแสดง วงโคจร ย้อนกลับและ/หรือ วงโคจร เอียง สูง หรืออาจไม่เคลื่อนที่ในวงโคจรปกติเลยก็ได้ ดาวฤกษ์ในฮาโลอาจมาจากกาแล็กซีขนาดเล็กที่ตกลงมาและรวมเข้ากับกาแล็กซีเกลียว—ตัวอย่างเช่น กาแล็กซีแคระ ทรงกลมราศีธนู (Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy)กำลังอยู่ในกระบวนการรวมตัวกับกาแล็กซีทางช้างเผือก และจากการสังเกตการณ์พบว่าดาวฤกษ์บางดวงในฮาโลของกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้นได้มาจากกาแล็กซีนี้

ต่างจากจานกาแล็กซี บริเวณฮาโลดูเหมือนจะปราศจากฝุ่นและในทางตรงกันข้าม ดาวฤกษ์ในฮาโลของกาแล็กซีเป็นดาวฤกษ์ประเภทที่ 2ซึ่งมีอายุมากกว่าและมีค่าความเป็นโลหะ ต่ำ กว่าดาวฤกษ์ประเภทที่ 1ในจานกาแล็กซี (แต่คล้ายกับดาวฤกษ์ในส่วนนูนของกาแล็กซี) นอกจากนี้ ฮาโลของกาแล็กซียังประกอบด้วยกระจุกดาวทรงกลมจำนวนมาก

การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ในฮาโลทำให้พวกมันเคลื่อนที่ผ่านจานกาแล็กซีเป็นบางครั้ง และ ดาวแคระแดงขนาดเล็กจำนวนหนึ่งที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ก็เชื่อกันว่าเป็นส่วนหนึ่งของฮาโลกาแล็กซี เช่นดาวของแคปเทนและกรูมบริดจ์ 1830เนื่องจากการเคลื่อนที่ที่ไม่สม่ำเสมอรอบศูนย์กลางของกาแล็กซี ดาวฤกษ์เหล่านี้จึงมักแสดงการเคลื่อนที่เฉพาะที่สูงผิดปกติ

กาแล็กซีเกลียวที่เก่าแก่ที่สุด

BRI 1335-0417เป็นกาแล็กซีเกลียวที่เก่าแก่และไกลที่สุดเท่าที่รู้จัก ณ ปี 2024 กาแล็กซีนี้มีค่าเรดชิฟต์ 4.4 ซึ่งหมายความว่าแสงจากกาแล็กซีนี้ใช้เวลา 12.4 พันล้านปีในการเดินทางมาถึงโลก[ 16 ] [ 17 ]กาแล็กซีอีกแห่งที่อาจได้รับตำแหน่งนี้คือกาแล็กซีZhúlóngซึ่งตามเอกสารฉบับหนึ่งมีค่าเรดชิฟต์โดยประมาณ 5.2 [ 18 ]

กาแล็กซีเกลียวขนาดใหญ่ที่เก่าแก่ที่สุดที่มีการบันทึกไว้คือBX442มีอายุ 11,000 ปี ซึ่งเก่ากว่าการค้นพบครั้งก่อนๆ มากกว่า 2,000 ปี นักวิจัยเชื่อว่ารูปร่างของกาแล็กซีเกิดจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของกาแล็กซีแคระที่ เป็นคู่หู แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นจากสมมติฐานดังกล่าวระบุว่าโครงสร้างเกลียวของ BX442 จะคงอยู่ประมาณ 100 ล้านปี[ 19 ] [ 20 ]

กาแล็กซีเกลียวหลายแขนที่เก่าแก่ที่สุด ณ ปี 2022 คือA2744-DSG-z3ค่าเรดชิฟต์คือ z=3.059 ซึ่งเทียบเท่ากับ 11.5 พันล้านปีแสงจากโลก[ 21 ] [ 22 ]

A1689B11เป็นกาแล็กซีเกลียวที่มีอายุเก่าแก่มาก ตั้งอยู่ใน กระจุกกาแล็กซี Abell 1689ในกลุ่มดาวหญิงสาว[ 23 ] A1689B11 อยู่ห่างจากโลก 11 พันล้านปีแสง ก่อตัวขึ้น 2.6 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง[ 24 ] [ 25 ]

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2562 นักวิทยาศาสตร์พลเมืองผ่านGalaxy Zooรายงานว่าการจำแนกประเภทของฮับเบิลตามปกติโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับกาแล็กซีเกลียวอาจไม่ได้รับการสนับสนุน และอาจต้องได้รับการปรับปรุง[ 26 ] [ 27 ]

ที่มาของโครงสร้างเกลียว

กาแล็กซีเกลียวNGC 6384ที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
กาแล็กซีเกลียวNGC 1084ซึ่งเป็นที่ตั้งของซูเปอร์โนวา ห้าดวง [ 28 ]

ประวัติศาสตร์

เบอร์ทิล ลินด์แบลดเป็นผู้บุกเบิกการศึกษาเกี่ยวกับการหมุนของกาแล็กซีและการก่อตัวของแขนกังวลในปี 1925 เขาตระหนักว่าแนวคิดที่ว่าดาวฤกษ์เรียงตัวเป็นรูปเกลียวอย่างถาวรนั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากความเร็วเชิงมุมของการหมุนของจานกาแล็กซีแปรผันตามระยะห่างจากศูนย์กลางของกาแล็กซี (โดยใช้แบบจำลองแรงโน้มถ่วงแบบระบบสุริยะมาตรฐาน) แขนกังวล (เหมือนซี่ล้อ) จะโค้งงออย่างรวดเร็วเมื่อกาแล็กซีหมุน แขนกังวลนั้นจะโค้งงอมากขึ้นเรื่อยๆ และพันรอบกาแล็กซีแน่นขึ้นหลังจากกาแล็กซีหมุนไปไม่กี่รอบ นี่เรียกว่าปัญหาการพันกันการวัดในช่วงปลายทศวรรษ 1960 แสดงให้เห็นว่าความเร็ววงโคจรของดาวฤกษ์ในกาแล็กซีกังวลเมื่อเทียบกับระยะห่างจากศูนย์กลางของกาแล็กซีนั้นสูงกว่าที่คาดการณ์จากพลศาสตร์ของนิวตันแต่ก็ยังไม่สามารถอธิบายความเสถียรของโครงสร้างเกลียวได้

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา มีสมมติฐานหรือแบบจำลองหลักสองแบบสำหรับโครงสร้างเกลียวของกาแล็กซี:

  • การก่อตัวของดาวฤกษ์เกิดจากคลื่นความหนาแน่นในจานกาแล็กซี
  • แบบจำลองการก่อตัวของดาวฤกษ์แบบสุ่มที่แพร่กระจายได้เอง ( แบบจำลอง SSPSF ) – การก่อตัวของดาวฤกษ์ที่เกิดจากคลื่นกระแทกในตัวกลางระหว่างดาว คลื่นกระแทกเกิดจากลมดาวฤกษ์และซูเปอร์โนวาจากการก่อตัวของดาวฤกษ์ครั้งก่อนๆ ไม่นานนัก ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของดาวฤกษ์ที่แพร่กระจายและคงอยู่ได้เอง โครงสร้างเกลียวจึงเกิดขึ้นจากการหมุนที่แตกต่างกันของจานกาแล็กซี

สมมติฐานต่างๆ เหล่านี้ไม่ได้ขัดแย้งกันเอง เนื่องจากอาจอธิบายถึงลักษณะแขนเกลียวที่แตกต่างกันได้

แบบจำลองคลื่นความหนาแน่น

ภาพเคลื่อนไหวแสดงวงโคจรตามที่ทำนายโดยทฤษฎีคลื่นความหนาแน่น ซึ่งอธิบายถึงการมีอยู่ของแขนกังวลที่เสถียร ดาวฤกษ์เคลื่อนที่เข้าและออกจากแขนกังวลขณะโคจรรอบกาแล็กซี

Bertil Lindbladเสนอว่าแขนแสดงถึงบริเวณที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น (คลื่นความหนาแน่น) ซึ่งหมุนช้ากว่าดาวและแก๊สของกาแล็กซี เมื่อแก๊สเข้าสู่คลื่นความหนาแน่น มันจะถูกบีบอัดและสร้างดาวดวงใหม่ ซึ่งบางดวงเป็นดาวสีน้ำเงินที่มีอายุสั้นซึ่งส่องสว่างแขน[ 29 ]

ทฤษฎีทางประวัติศาสตร์ของหลินและซู่

แผนภาพที่เกินจริงเพื่อแสดงคำอธิบายของหลินและชูเกี่ยวกับแขนก้นหอยในแง่ของวงโคจรที่เป็นรูปวงรีเล็กน้อย

ทฤษฎีแรกที่ยอมรับได้สำหรับโครงสร้างเกลียวถูกคิดค้นโดยCC LinและFrank Shuในปี 1964 [ 30 ]โดยพยายามอธิบายโครงสร้างขนาดใหญ่ของเกลียวในแง่ของคลื่นแอมพลิจูดขนาดเล็กที่แพร่กระจายด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ ซึ่งหมุนรอบกาแล็กซีด้วยความเร็วที่แตกต่างจากความเร็วของก๊าซและดาวฤกษ์ในกาแล็กซี พวกเขาเสนอว่าแขนเกลียวเป็นการแสดงออกของคลื่นความหนาแน่นเกลียว – พวกเขาสมมติว่าดาวฤกษ์เคลื่อนที่ในวงโคจรวงรีเล็กน้อย และทิศทางของวงโคจรมีความสัมพันธ์กัน กล่าวคือ วงรีจะเปลี่ยนแปลงทิศทาง (จากวงหนึ่งไปยังอีกวงหนึ่ง) อย่างราบรื่นเมื่อระยะห่างจากศูนย์กลางกาแล็กซีเพิ่มขึ้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นในแผนภาพทางด้านขวา เป็นที่ชัดเจนว่าวงโคจรวงรีเข้าใกล้กันในบางพื้นที่เพื่อให้เกิดผลของแขน ดังนั้นดาวฤกษ์จึงไม่ได้คงอยู่ในตำแหน่งที่เราเห็นในปัจจุบันตลอดไป แต่จะผ่านแขนไปในขณะที่เคลื่อนที่ในวงโคจร[ 31 ]

การก่อตัวของดาวฤกษ์เกิดจากคลื่นความหนาแน่น

มีสมมติฐานต่อไปนี้เกี่ยวกับการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่เกิดจากคลื่นความหนาแน่น:

  • เมื่อกลุ่มก๊าซเคลื่อนตัวเข้าสู่คลื่นความหนาแน่น ความหนาแน่นมวลในบริเวณนั้นจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากเกณฑ์การยุบตัวของกลุ่มก๊าซ ( ความไม่เสถียรของ Jean ) ขึ้นอยู่กับความหนาแน่น ความหนาแน่นที่สูงขึ้นจึงทำให้กลุ่มก๊าซมีโอกาสยุบตัวและก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ได้มากขึ้น
  • เมื่อคลื่นอัดเคลื่อนผ่านไป มันจะกระตุ้นการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่ขอบด้านหน้าของแขนกังวล
  • เมื่อกลุ่มเมฆถูกพัดพาไปโดยแขนกังวล พวกมันจะชนกันและส่งคลื่นกระแทกผ่านก๊าซ ส่งผลให้ก๊าซยุบตัวลงและก่อตัวเป็นดาวฤกษ์

มีดาวฤกษ์อายุน้อยจำนวนมากขึ้นในกาแล็กซีเกลียว

แขนกังวลปรากฏให้เห็นสว่างกว่าเนื่องจากมีทั้งดาวฤกษ์อายุน้อยและดาวฤกษ์ที่มีมวลและสว่างกว่าส่วนอื่นๆ ของกาแล็กซี เนื่องจากดาวฤกษ์ที่มีมวลมากวิวัฒนาการเร็วกว่ามาก[ 32 ]การสลายตัวของพวกมันมักจะทิ้งพื้นหลังที่มืดกว่าของดาวฤกษ์ที่จางกว่าไว้ด้านหลังคลื่นความหนาแน่นทันที ทำให้คลื่นความหนาแน่นเด่นชัดมากขึ้น[ 29 ]

แขนกังวลดูเหมือนจะผ่านดาวฤกษ์ที่ก่อตั้งมานานแล้วในขณะที่พวกมันโคจรอยู่ในวงโคจรของกาแล็กซี ดังนั้นพวกมันจึงไม่จำเป็นต้องตามแขนกังวลเสมอไป[ 29 ]เมื่อดาวฤกษ์เคลื่อนที่ผ่านแขนกังวล ความเร็วในอวกาศของระบบดาวแต่ละระบบจะถูกปรับเปลี่ยนโดยแรงโน้มถ่วงของความหนาแน่นที่สูงกว่าในบริเวณนั้น นอกจากนี้ ดาวฤกษ์ที่สร้างขึ้นใหม่ก็ไม่ได้คงที่อยู่ในตำแหน่งภายในแขนกังวลตลอดไป ซึ่งความเร็วในอวกาศโดยเฉลี่ยจะกลับสู่ปกติหลังจากที่ดาวฤกษ์เคลื่อนออกไปอีกด้านหนึ่งของแขนกังวล[ 31 ]

วงโคจรที่เรียงตัวตามแรงโน้มถ่วง

Charles Francis และ Erik Anderson แสดงให้เห็นจากการสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ท้องถิ่นมากกว่า 20,000 ดวง (ภายในระยะ 300 พาร์เซก) ว่าดาวฤกษ์เคลื่อนที่ไปตามแขนกังวล และอธิบายว่าแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวฤกษ์ทำให้วงโคจรเรียงตัวเป็นเกลียวลอการิทึม เมื่อทฤษฎีนี้ถูกนำไปใช้กับก๊าซ การชนกันระหว่างกลุ่มก๊าซจะสร้างกลุ่มเมฆโมเลกุลซึ่ง เป็นแหล่งกำเนิด ดาวฤกษ์ดวงใหม่และวิวัฒนาการไปสู่เกลียวสมมาตรสองแกนขนาดใหญ่ก็ได้รับการอธิบาย[ 33 ]

การกระจายตัวของดาวฤกษ์ในกาแล็กซีเกลียว

การกระจายตัวของดาวที่คล้ายคลึงกันในกาแล็กซีเกลียว

ดาวฤกษ์ในเกลียวกระจายตัวเป็นแผ่นบางๆ รัศมีที่มีโปรไฟล์ความเข้มดังนี้[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]

โดยที่ เป็นความยาวมาตราส่วนของจาน; เป็นค่าศูนย์กลาง; เป็นประโยชน์ที่จะกำหนด: เป็นขนาดของจานดาวฤกษ์ ซึ่งมีความสว่างคือ

.

ลักษณะความสว่างของกาแล็กซีเกลียว เมื่อพิจารณาตามพิกัดจะไม่ขึ้นอยู่กับความสว่างของกาแล็กซี

เนบิวลาเกลียว

ภาพวาดกาแล็กซีวังวนโดยรอสส์ในปี ค.ศ. 1845

ก่อนที่จะเข้าใจว่ามีกาแล็กซีเกลียวอยู่นอกกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา พวกมันมักถูกเรียกว่าเนบิวลาเกลียวเนื่องจากลอร์ดรอสส์ ผู้ซึ่งกล้องโทรทรรศน์เลวีอาธานของเขาเป็นกล้องโทรทรรศน์แรกที่เปิดเผยโครงสร้างเกลียวของกาแล็กซี ในปี 1845 เขาค้นพบโครงสร้างเกลียวของ M51 ซึ่งต่อมาได้รับฉายาว่า " กาแล็กซีวังวน " และภาพวาดของเขามีลักษณะคล้ายกับภาพถ่ายสมัยใหม่ ในปี 1846 และ 1849 ลอร์ดรอสส์ระบุรูปแบบที่คล้ายกันในเมสซิเยร์ 99และเมสซิเยร์ 33ตามลำดับ ในปี 1850 เขาได้วาดภาพ โครงสร้างเกลียวของ กาแล็กซีแอนโดรเมดา เป็นครั้งแรก ในปี 1852 สตีเฟน อเล็กซานเดอร์สันนิษฐานว่าทางช้างเผือกก็เป็นเนบิวลาเกลียวเช่นกัน[ 37 ]

คำถามที่ว่าวัตถุดังกล่าวเป็นกาแล็กซีที่แยกจากกันโดยอิสระจากทางช้างเผือก หรือเป็นเนบิวลา ประเภทหนึ่ง ที่อยู่ในกาแล็กซีของเราเองนั้น เป็นหัวข้อของการถกเถียงครั้งใหญ่ในปี 1920 ระหว่างHeber Curtisจากหอดูดาว LickและHarlow Shapleyจากหอดูดาว Mount Wilsonตั้งแต่ปี 1923 Edwin Hubble [ 38 ] [ 39 ]ได้สังเกต ดาว แปรแสงเซเฟอิดในเนบิวลาเกลียวหลายแห่ง รวมถึงที่เรียกว่า"เนบิวลาแอนโดรเมดา"ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าแท้จริงแล้วพวกมันเป็นกาแล็กซีทั้งหมดที่อยู่นอกกาแล็กซีของเรา คำว่าเนบิวลาเกลียวจึงเลิกใช้ไปตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

ทางช้างเผือก

แขนกังวลและแกนกลางมีแถบของกาแล็กซีทางช้างเผือก – อ้างอิงจากข้อมูลWISE

ทางช้างเผือก เคยถูกพิจารณา ว่าเป็นกาแล็กซีเกลียวธรรมดา นักดาราศาสตร์เริ่มสงสัยว่าทางช้างเผือกเป็นกาแล็กซีเกลียวมีแถบในช่วงทศวรรษ 1960 [ 40 ] [ 41 ]ข้อสงสัยของพวกเขาได้รับการยืนยันจากการสังเกตการณ์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ในปี 2005 [ 42 ]ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแถบกลางของทางช้างเผือกมีขนาดใหญ่กว่าที่เคยคาดคิดไว้ก่อนหน้านี้

ตัวอย่างที่มีชื่อเสียง

ดูเพิ่มเติม

การจำแนกประเภท

อื่น

  • Giudice, GF; Mollerach, S.; Roulet, E. (1994). "EROS/MACHO กำลังตรวจจับทรงกลมกาแล็กซีแทนที่จะเป็นฮาโลกาแล็กซีหรือไม่?" Physical Review D . 50 (4): 2406– 2413. arXiv : astro-ph/9312047 . Bibcode : 1994PhRvD..50.2406G . doi : 10.1103/PhysRevD.50.2406 . PMID  10017873 . S2CID  14500715 .
  • Stephens, Tim (6 มีนาคม 2550). "การสำรวจ AEGIS เผยหลักการใหม่ที่ควบคุมการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซี" . มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 11 มีนาคม 2550. สืบค้นเมื่อ24 พฤษภาคม 2549 .
  • กาแล็กซีเกลียวที่ SEDS หน้า Messier
  • SpiralZoom.comเว็บไซต์ให้ความรู้เกี่ยวกับกาแล็กซีเกลียวและโครงสร้างเกลียวอื่นๆ ที่พบในธรรมชาติ เหมาะสำหรับนักเรียนมัธยมปลายและบุคคลทั่วไป
  • คำอธิบายโครงสร้างเกลียว
  • GLIMPSE: โครงการสำรวจรังสีอินฟราเรดระดับกลางของกาแล็กซีอันน่าทึ่ง (Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire)
  • Merrifield, MR "กาแล็กซีเกลียวและความเร็วของรูปแบบ" . หกสิบสัญลักษณ์ . Brady Haranสำหรับมหาวิทยาลัยนอตติงแฮม .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Spiral_galaxy&oldid=1351586562#Galactic_spheroid "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กาแล็กซีเกลียว

กาแล็กซีเกลียวเป็นกาแล็กซีประเภท หนึ่งที่ เอ็ดวิน ฮับเบิลได้อธิบายไว้ในงานThe Realm of the Nebulae ในปี 1936 และเป็นส่วนหนึ่งของลำดับฮับเบิล กาแล็กซี เกลียวส่วนใหญ่ประกอบด้วย

โครงสร้าง

กาแล็กซีเกลียวอาจประกอบด้วยส่วนประกอบที่แตกต่างกันหลายส่วน:

แขนเกลียว

แขนกังวล เป็นบริเวณของดาวฤกษ์ที่ยื่นออกมาจากใจกลางของกาแล็กซีกังวลแบบ มี แถบและ ไม่มีแถบ บริเวณที่ยาวและบางเหล่านี้มีลักษณะ คล้ายเกลียว จึงเป็นที่มาของชื่อกาแล็กซีกังวล โดยธรรมชาติแล้ว กาแล็กซีกังวลประเภท ต่างๆ จะมีโครงสร้างแขนกังวลที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น...

นูน

ส่วน นูน ( Bulge ) คือกลุ่มดาวขนาดใหญ่ที่อัดแน่นอยู่ด้วยกัน คำนี้หมายถึงกลุ่มดาวใจกลางที่พบในกาแล็กซีเกลียวส่วนใหญ่ ซึ่งมักนิยามว่าเป็นการแผ่แสงจากดาวฤกษ์ที่มากกว่าการแผ่แสงจากจานรอบนอก (แบบเอกซ์โปเนนเชียล) ที่ขยายเข้ามาด้านใน