Y Dyfynn Cosmig: Sut mae Galaxys yn cael eu Ffurfio o Scratch

Y Dyfynn Cosmig: Sut mae Galaxys yn cael eu Ffurfio o Scratch

Ydych chi erioed wedi edrych i fyny ar awyr y nos a meddwl sut y daeth y sêr a’r galaethau hynny? Mae dirgelion y bydysawd wedi swyno bodau dynol ers canrifoedd, ac un o'r cwestiynau mwyaf diddorol yw sut mae galaethau'n cael eu ffurfio. Yn ffodus, mae seryddwyr wedi bod yn astudio'r cosmos ers blynyddoedd, ac wedi darnu rysáit cosmig ddiddorol gyda'i gilydd ar sut mae galaethau'n cael eu creu o graff. Mae'n broses gymhleth sy'n cynnwys rhyngweithio disgyrchiant, mater tywyll, nwy a grymoedd nefol eraill, ond y canlyniad terfynol yw golwg syfrdanol a rhyfeddol. Yn yr erthygl hon, byddwn yn archwilio rysáit cosmig ffurfio galaeth, o gamau cynnar ffurfio seren i uno galaethau, a phopeth rhyngddynt. Felly eistedd yn ôl, ymlacio, a pharatoi i fod yn rhyfeddodau’r bydysawd wedi’i synnu.

Theori Big Bangs

Theori Big Bang yw'r esboniad a dderbynnir fwyaf am darddiad y bydysawd. Yn ôl y theori hon, cychwynnodd y bydysawd fel unigryw, pwynt o dwysedd anfeidrol a thymheredd. Tua 13.8 biliwn o flynyddoedd yn ôl, dechreuodd yr unigryw ehangu'n gyflym, gan arwain at ffurfio mater ac egni. O fewn ffracsiynau o eiliad, daeth y bydysawd yn gawl poeth, trwchus o gronynnau ac ymbelydredd.

Wrth i'r bydysawd barhau i ehangu a oeri, dechreuodd y gronynnau glymu gyda'i gilydd i ffurfio atomau, sêr a galaethau. Credir bod yr alaethau cyntaf wedi ffurfio tua 200 miliwn o flynyddoedd ar ôl y Big Bang. Roedd yr alaethau hyn yn llawer llai ac yn symlach na'r galaethau sy'n ei weld heddiw, ond nhw oedd y blociau adeiladu ar gyfer y strwythurau mwy a fyddai'n ffurfio'n ddiweddarach.

Ffurfiant y galaethau cyntaf

Mae ffurfio'r galaethau cyntaf yn gam beirniadol yn y rysáit cosmig o ffurfio galaeth. Mae seryddwyr yn credu bod y bydysawd cynnar wedi'i llenwi â chmylau o nwy hydrogen a heliwm, sef y deunyddiau crai ar gyfer y cyntaf Sêr a galethau . Ni ddosbarthwyd y cymylau nwy yn gyfartal ledled y bydysawd, ond yn lle hynny cawsant eu crynhoi mewn rhai meysydd oherwydd amrywiadau yn dwysedd y bydysawd cynnar.

Pan ddaeth y cymylau nwy yn ddigon trwchus, dechreuon nhw gwympo o dan eu disgyrchiant eu hunain, gan ffurfio'r protogalaxies cyntaf. Roedd y protogalaxies hyn yn llawer llai ac yn llai trefnu na'r galaethau sy'n ei weld heddiw, ond roeddent yn cynnwys y cynhwysion sylfaenol ar gyfer ffurfio galaeth - nwy a sêr.

Dros amser, parhaodd y protogalaxies i uno a thyfu, gan ffurfio'r galaethau cyntaf. Nid yw'r broses o ffurfio galaeth yn cael ei ddeall yn llawn o hyd, ond mae seryddwyr yn credu ei fod yn cynnwys rhyngweithio amrywiol grymoedd, gan gynnwys disgyrchiant, mater tywyll, a nwy.

Rôl mater tywyll mewn ffurfio galaethau

Mae mater tywyll yn sylwedd dirgel sy'n ffurfio tua 85% o'r mater yn y bydysawd. Nid yw'n rhyngweithio â golau na mathau eraill o ymbelydredd electromagnetig, felly ni ellir ei arsylwi'n uniongyrchol. Fodd bynnag, gellir casglu ei bresenoldeb o'i effeithiau disgyrchiant ar fater gweladwy.

Mae seryddwyr yn credu bod mater tywyll yn chwarae rhan hanfodol wrth ffurfio galaeth. Mae tynnu disgyrchiant mater tywyll yn helpu i ddal galaethau gyda'i gilydd, gan eu hatal rhag hedfan ar wahân wrth iddynt gylchdroi. Heb mater tywyll, ni fyddai galaethau yn gallu ffurfio a chynnal eu siâp.

Nid yw union natur mater tywyll yn hysbys o hyd, ond mae seryddwyr wedi datblygu damcaniaethau amrywiol i egluro ei ei eiddo. Mae rhai yn credu ei fod yn cynnwys gronynnau sy'n rhyngweithio'n wan â deunydd arferol yn unig, tra bod eraill yn credu ei fod yn amlygiad o ddisgyrchiant ar raddfeydd cosmig.

Rôl disgyrchiant mewn ffurfio galaethau

Mae disgyrchiant yn rym hanfodol arall yn y rysáit cosmig Ffurfiad galach . Mae'n gyfrifol am dynnu mater gyda'i gilydd, gan ganiatáu i gymylau nwy gwympo a ffurfio sêr, ac achosi i alaethau uno a thyfu.

Wrth i alaethau ffurfio ac esblygu, maen nhw'n rhyngweithio â'i gilydd trwy ddisgyrchiant. Pan ddau alaeth yn dod yn ddigon agos gyda'i gilydd, gall eu meysydd disgyrchiant beri iddynt uno i un galaeth fwy. Gelwir y broses hon yn uno galaeth, a gall arwain at ffurfio sêr newydd ac ailddosbarthu nwy a mater arall.

Mae disgyrchiant hefyd yn chwarae rhan wrth ffurfio clystyrau alaeth, sy'n grwpiau o alaethau sy'n rhwym at ei gilydd gan ddisgyrchiant. Gall y clystyrau hyn gynnwys cannoedd neu hyd yn oed miloedd o alaethau, a nhw yw'r strwythurau mwyaf yn y bydysawd.

Mathau o alaethau - troellog, eliptig, ac afreolaidd.

Mae Galacs yn dod mewn sawl siapiau a meintiau gwahanol, ond gellir eu dosbarthu'n fras yn dri phrif fath: troellog, eliptig, ac afreolaidd.

Nodweddir galaethau troellog gan eu breichiau troellog, sy'n hir, strwythurau crwm sy'n ymestyn o ganol yr alaeth. Mae'r breichiau hyn yn cynnwys sêr, nwy a llwch, a nhw yw lle mae'r rhan fwyaf o'r ffurfio seren mewn galaethau troellog yn digwydd. Mae'r Llwybr Llaethog, ein alaeth ein hunain, yn alaeth troellog.

Ar y llaw arall, mae galaethau eliptig yn llyfn ac yn ddi-nodwedd, heb unrhyw freichiau troellog na strwythurau eraill. Maent fel arfer yn siâp crwn neu hirgrwn, ac maen nhw'n cynnwys hen sêr yn bennaf. Credir bod galaethau eliptig yn ffurfio o uno galaethau llai.

Mae galaethau afreolaidd wedi'u siapio'n afreolaidd ac nid oes ganddynt strwythur penodol. Maent yn aml yn ganlyniad uno alaeth neu ryngweithio â galaethau eraill. Galacsau afreolaidd Mae'n tueddu i gael rhanbarthau sy'n ffurfio sêr gweithredol ac yn aml yn gyfoethog o nwy a llwch.

Sut mae galaethau yn cael eu dosbarthu

Gellir dosbarthu Galacs yn seiliedig ar eu siâp, eu maint a'u priodweddau eraill. Y system dosbarthu mwyaf cyffredin yw dilyniant Hubble, a ddatblygwyd gan Edwin Hubble yn y 1920au.

Mae dilyniant Hubble yn rhannu galaethau'n dri phrif fath: eliptig, troellog, a lenticwlar. Mae'r system hefyd yn cynnwys is-ddosbarthiadau ar gyfer pob math yn seiliedig ar briodweddau amrywiol, fel maint y swb canolog mewn galaethau troellog a faint o llwch a nwy mewn galaethau afreolaidd.

Mae systemau dosbarthu eraill wedi'u datblygu dros y blynyddoedd, ond mae dilyniant Hubble yn parhau i fod y mwyaf eang.

Y Ffordd Llaethog - ein alaeth ein hunainn

Y Llwybr Llaethog yw ein galaeth gartref, ac mae'n destun astudio hynod ddiddorol i seryddwyr. Mae'n alaeth troellog gwaharddedig, sy'n golygu bod ganddo strwythur siâp bar canolog sy'n ymestyn o ganol yr alaeth. Y Ffordd Llaethau Amcangyfrifir bod yn cynnwys rhwng 100 a 400 biliwn o sêr, yn ogystal ag amrywiaeth o wrthrychau nefol eraill, fel planedau, asteroidau, a comediau.

Mae'r Llwybr Llaethog hefyd yn gartref i dwll du supermassive, sydd wedi'i leoli yng nghanol yr alaeth. Mae gan y twll du hwn fàs o tua 4 miliwn o weithiau'r haul, ac mae'n chwarae rhan hanfodol yn dynameg yr alaeth.

Damcaniaethau cyfredol ar ffurfiad galach

Er gwaethaf degawdau o ymchwil, mae yna lawer o hyd nad ydym yn gwybod am ffurfio galaeth. Fodd bynnag, mae seryddwyr wedi datblygu sawl damcaniaeth i egluro camau amrywiol y broses.

Un o'r damcaniaethau a dderbynnir fwyaf eang yw'r model hierarchaidd, sy'n awgrymu bod galaethau yn ffurfio trwy uno strwythurau llai. Yn ôl y model hwn, y galaethau cyntaf a ffurfiwyd o uno protogalaxies, a pharhaodd y broses dros amser i ffurfio'r strwythurau mwy y mae'n ei weld heddiw.

Damcaniaeth arall yw'r model cwymp monolithig, sy'n awgrymu bod galaethau wedi'u ffurfio'n gyflym ac mewn sengl, cwymp enfawr. Fodd bynnag, mae'r theori hon wedi cwympo allan o blaid yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gan nad yw'n egluro priodweddau a welwyd yn llawn galaethau.

Dyfodol ymchwil alaethaen

Mae ymchwil Galaxy yn faes sy'n esblygu'n gyflym, ac mae darganfyddiadau newydd yn cael eu gwneud trwy'r amser. Mae seryddwyr yn defnyddio telesgopau cynyddol pwerus ac offerynnau eraill i astudio galaethau yn fanwl mwy, gan ganiatáu iddynt ddysgu mwy am eu priodweddau a'u ffurfio.

Yn y blynyddoedd sydd i ddod, mae seryddwyr yn gobeithio ennill gwell dealltwriaeth o rôl mater tywyll mewn ffurfio galaeth, yn ogystal â'r prosesau sy'n gyrru uno galaeth a ffurfio tyllau du uwch-massive.

Casgliad

Mae rysáit cosmig ffurfio galaeth yn bwnc cymhleth a hynod ddiddorol, ac mae seryddwyr yn parhau i wneud darganfyddiadau newydd ac yn mireinio eu damcaniaethau. O gamau cynnar ffurfio seren i uno galaethau, mae'r broses o ffurfio galaeth yn cynnwys rhyngdych disgyrchiant, mater tywyll, nwy, a grymoedd nefol eraill.

Trwy astudio galaethau a'u priodweddau, gallwn ddysgu mwy am darddiad y bydysawd a'r deddfau sylfaenol sy'n llywodraethu ei ymddygiad. Felly y tro nesaf y byddwch chi'n edrych i fyny ar awyr y nos, cofiwch fod y sêr a'r galaethau hynny'n ganlyniad i rysáit cosmig cymhleth a rhyfeddol.