Galaktyka spiralna wygląda jak kosmiczna ośmiornica. My też w takiej żyjemy

W tym artykule:

1. Typy galaktyk spiralnych
2. Galaktyka spiralna – cechy
3. Jak powstają ramiona galaktyki?
4. Droga Mleczna jest galaktyką spiralną

Galaktyki spiralne składają się z jądra i z ramion leżących w jednej płaszczyźnie, zwanej dyskiem galaktycznym. Wyróżniamy dwie podstawowe kategorie galaktyk spiralnych:

• zwykłe (oznaczenie S),
• z poprzeczką (oznaczenie Sb).

Galaktyki spiralne stanowią około 75 proc. jasnych galaktyk widocznych na naszym niebie. Dzieli się je na typy a, b, c, d, zależnie od stosunku wielkości ramion do jądra galaktyki.

Typy galaktyk spiralnych

Typ Sa, stanowiący około 15 proc. ogólnej liczby galaktyk spiralnych, charakteryzuje się dużym jądrem i słabo rozwiniętymi ramionami spiralnymi. Z kolei typ Sc, który stanowi około 28 proc. galaktyk spiralnych, ma małe jądro i bardzo silnie rozwinięte ramiona spiralne. Typ Sb, stanowiący około 20 proc. galaktyk spiralnych, jest rodzajem pośrednim pomiędzy typami Sa i Sc.

Istnieje także typ Sd, który stanowi mniej niż 1 proc. galaktyk spiralnych. Charakteryzuje się on najbardziej rozbudowanymi, ale luźnymi ramionami, z ledwie widocznym jądrem. Termin „Sd” został zaproponowany w połowie XX wieku przez francusko-amerykańskiego astronoma Gérarda Henri de Vaucouleursa.

Przykładem galaktyki tego typu jest NGC 3077. To galaktyka spiralna znajdująca się w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy, w odległości około 12,4 milionów lat świetlnych od Ziemi. Została odkryta 8 listopada 1801 roku przez Williama Herschela.

Ponadto galaktyki spiralne mogą być klasyfikowane jako galaktyki spiralne z poprzeczką, bez poprzeczki lub jako typ pośredni.

Galaktyka spiralna – cechy

W centrach galaktyk spiralnych znajdują się supermasywne czarne dziury i stare gwiazdy. Natomiast w ramionach dominują młode gwiazdy i materia międzygwiezdna. Galaktyki spiralne powstały z obłoków materii we wczesnym Wszechświecie. Nasza Galaktyka, Droga Mleczna, jest prawdopodobnie galaktyką spiralną z poprzeczką (typ Sb), zawierającą ponad 100 miliardów gwiazd. Choć inne szacunki mówią nawet o 400 miliardach gwiazd.

Galaktyki spiralne posiadają pewne charakterystyczne cechy fizyczne. Są nimi:

• duży moment pędu, co oznacza, że obracają się wokół swojej osi;
• składają się z otoczonego dyskiem centralnego jądra. Czasami jest ono dodatkowo otoczone zgrubieniem centralnym, stanowiącym około 75 proc. masy galaktyki;
• jądro galaktyki spiralnej zwykle zawiera supermasywną czarną dziurę. Stanowi ona jej centralny punkt;
• zgrubienie centralne galaktyki spiralnej przypomina strukturą galaktykę eliptyczną. Zawiera wiele starych gwiazd, należących do II populacji;
• dysk galaktyki spiralnej jest płaskim obszarem. Składa się z materii międzygwiezdnej, młodych gwiazd należących do I populacji i otwartych gromad gwiazd;
• galaktyki spiralne są nazwane tak ze względu na obserwowane jasne ramiona. To obszary, gdzie powstają nowe gwiazdy w dysku. Dysk galaktyki spiralnej otacza sferoidalne halo gwiazd należących do II populacji. Większość z nich jest zgrupowana w gromadach kulistych, które okrążają centrum galaktyki.

Jak powstają ramiona galaktyki?

Tworzenie się ramion spiralnych jest nadal tematem badań naukowych. Jedna z teorii sugeruje, że mogą one powstawać na skutek fal przechodzących przez dysk galaktyczny. Spotkania między galaktykami mogą również wpływać na strukturę ramion. Galaktyki spiralne ewoluują wraz z wiekiem i mogą przekształcać się w galaktyki eliptyczne. Te są trudniejsze do wykrycia, ponieważ składają się z starszych i ciemniejszych gwiazd.

Przykładem dużej galaktyki spiralnej jest NGC 6872. Jej ramiona rozpostarte są na przestrzeni 522 tysięcy lat świetlnych, czyli pięciokrotnie więcej niż w przypadku Drogi Mlecznej. W 2017 roku odkryto również starą galaktykę spiralną o nazwie A1689B11 sprzed 11 miliardów lat, co pomoże naukowcom w zrozumieniu ewolucji galaktyk spiralnych.

Droga Mleczna jest galaktyką spiralną

Nasza Galaktyka, nazywana Drogą Mleczną, najprawdopodobniej jest spiralną galaktyką z poprzeczką typu Sb, zawierającą ponad 100 miliardów gwiazd. Jądro galaktyki stanowi około 75 proc. jej całkowitej masy. Prawdopodobnie zawiera masywną czarną dziurę.

Znajomość kształtu i struktury Drogi Mlecznej jest ograniczona w porównaniu do sąsiednich galaktyk, ponieważ większość obiektów jest przesłonięta przez materię galaktyczną. A to uniemożliwia ich bezpośrednie obserwacje. Jednak obserwacje radiowe obłoków wodoru neutralnego potwierdzają istnienie spiralnych ramion w Galaktyce. Są one również widoczne w zakresie optycznym.

Te ramiona nie tworzą ciągłych spiral, lecz raczej porozrywane fragmenty. Możemy obserwować trzy główne ramiona: ramię Strzelca (najbliżej centrum), ramiona Oriona i Perseusza, oraz kilka mniejszych ramion. Ostatnio odkryto nowe ramię, znajdujące się za ramionami Strzelca i Perseusza.

Nasze Słońce znajduje się na skraju Galaktyki, w ramieniu Oriona. Obraca się wokół centrum Drogi Mlecznej z prędkością około 220 km/s. Pełne okrążenie wokół jądra zajmuje nam około 220 milionów lat. Do galaktyk spiralnych należy też pobliska galaktyka Andromedy.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.