Spiralna galaksija

Galaksija M101 (poznata i kao NGC 5457), primer spiralne galaksije.

Spiralna galaksija je tip galaksije u Hablovom nizu koju karakterišu sledeća fizička svojstva: znatan ukupan moment impulsa, galaksija se sastoji iz jezgra koje je okruženo diskom, jezgro podseća na eliptičke galaksije i sadrži mnoge stare zvezde (one koje pripadaju tzv. Populaciji II), a obično i supermasivnu crnu rupu u svom središtu, i disk je ravan, rotirajući skup mladih zvezda (Populacija I), međuzvezdane materije i rasejanih zvezdanih jata.

Spiralne galaksije su tako nazvane zbog toga što se disk sastoji od grana, sjajnih od formiranja zvezda, koje se približno logaritamski šire od jezgra. Premda ih je ponekad teško uočiti, ove grane razlikuju spiralne galaksije od lentikularnih, koje imaju strukturu diska ali ne i spiralne grane. Diskove spiralnih galaksija obično okružuju veliki sferoidni haloi sastavljeni od zvezda populacije II, od kojih se mnogi nalaze skoncentrisani u zbijenim zvezdanim jatima koja kruže oko sentra galaksije. Za našu galaksiju, Mlečni put, se dugo smatralo da je spiralna, sa Sbc klasifikacijom u Hablovom nizu, međutim, nedavna istraživanja pomoću svemirskog teleskopa Spicer potvrđuju da ona u stvari pripada prečkastim spiralnim galaksijama.

Primećeno je da otprilike dve trećine svih spirala ima dodatnu komponentu u obliku šipkaste strukture koja se proteže od centralne izbočine, na čijim krajevima počinju spiralni krakovi. Udeo spirala sa prečkama u odnosu na spirale bez njih se verovatno menjao tokom istorije svemira, sa samo oko 10% koje sadrži šipke pre oko 8 milijardi godina, na otprilike četvrtinu pre 2,5 milijarde godina, do danas, gde preko dve trećine galaksija u vidljivom univerzumu (Hablova zapremina) imaju krake.

Mlečni put je spirala sa pregradama, iako je samu traku teško posmatrati sa trenutnog položaja Zemlje unutar galaktičkog diska. Najubedljiviji dokazi da zvezde formiraju prečku u galaktičkom centru dolaze iz nekoliko nedavnih istraživanja, uključujući ona pomoću Spicerovog svemirskog teleskopa.

Zajedno sa nepravilnim galaksijama, spiralne galaksije čine približno 60% galaksija u današnjem univerzumu. Uglavnom se nalaze u regionima niske gustine i retke su u centrima galaktičkih jata.

Poreklo spiralne strukture

Rani pionir istraživanja o formiranju spiralnih grana je bio Bertil Lindblad. On je shvatio da je ideja da su zvezde trajno raspoređene u oblik spirale neodrživa zbog „dileme o namotavanju“. Pošto se brzina rotacije galaktičkog diska razlikuje u zavisnosti od udaljenosti od središta galaksije, radijalna grana bi brzo postala zakrivljena kako galaksija rotira. Grana bi, nakon nekoliko obrta galaksije, postajala sve zakrivljenija i sve bi se čvršće obmotavala oko galaksije. Međutim, rezultati posmatranja govore da se ovo ne dešava.

Objašnjenje o izgledu grana spiralnih galaksija

Prvi prihvatljivu teoriju su osmislili Frenk Šu i Lin 1964. Oni su sugerisali da su spiralne grane manifestacija talasa gustine u spirali. Pretpostavili su da zvezde putuju u blago eliptičkim orbitama kao i da su orijentacije njihovih orbita u korelaciji tj. elipse se pomalo razlikuju u svojoj orijentaciji (jedna u odnosu na drugu) uz rastuću udaljenost od galaktičkog centra. Ovo je ilustrovano na dijagramu. Jasno je da se eliptičke orbite u pojedinim oblastima približavaju što daje efekat postojanja grana. Zvezde, dakle, ne ostaju zauvek u poziciji u kojoj ih sada vidimo, već prolaze kroz grane dok putuju svojim orbitama.

Alternativne hipoteze koje su predložene uključuju talase formiranja zvezda koji se kreću po galaksiji; sjajne zvezde nastale u tim formiranjima brzo odumiru čime ostavljaju tamnije oblasti iza talasa čineći tako talase vidljivim.

Primeri

• Andromeda
• Vrtlog
• Mlečni put
• Triangulum

Vidi još

• Aktivna galaksija
• Grupe i skupovi galaksija
• Eliptička galaksija
• Istorija saznanja o galaksijama, skupovima galaksija i velikim strukturama
• Klasifikacija galaksija
• Lentikularna galaksija
• Nastanak i evolucija galaksija
• Nepravilna galaksija
• Patuljasta galaksija
• Patuljasta eliptička galaksija
• Patuljasta sferoidna galaksija
• Premošćena spiralna galaksija
• Prstenasta galaksija
• Sejfertova galaksija
• Spisak galaksija
• Spisak najbližih galaksija

Literatura

• Giudice, G.F.; Mollerach, S.; Roulet, E. (1994). „Can EROS/MACHO be detecting the galactic spheroid instead of the galactic halo?”. Physical Review D. 50 (4): 2406—2413. Bibcode:1994PhRvD..50.2406G. PMID 10017873. S2CID 14500715. arXiv:astro-ph/9312047 . doi:10.1103/PhysRevD.50.2406. 
• Stephens, Tim (6. 3. 2007). „AEGIS survey reveals new principle governing galaxy formation and evolution”. UC Santa Cruz. Arhivirano iz originala 11. 3. 2007. g. Pristupljeno 24. 5. 2006. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Merrifield, M. R. „Spiral Galaxies and Pattern Speed”. Sixty Symbols. Brady Haran for the University of Nottingham. 
• Kormendy, J.; Drory, N.; Bender, R.; Cornell, M. E. (2010). „Bulgeless Giant Galaxies Challenge Our Picture of Galaxy Formation by Hierarchical Clustering”. The Astrophysical Journal. 723 (1): 54—80. Bibcode:2010ApJ...723...54K. S2CID 119303368. arXiv:1009.3015 . doi:10.1088/0004-637X/723/1/54. hdl:2152/35173. 
• Sachdeva, S.; Saha, K. (2016). „Survival of Pure Disk Galaxies over the Last 8 Billion Years”. The Astrophysical Journal Letters. 820 (1): L4. Bibcode:2016ApJ...820L...4S. S2CID 14644377. arXiv:1602.08942 . doi:10.3847/2041-8205/820/1/L4. 
• Kormendy, J.; Kennicutt, Jr. R. C. (2004). „Secular Evolution and the Formation of Pseudobulges in Disk Galaxies”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 42 (1): 603—683. Bibcode:2004ARA&A..42..603K. S2CID 515479. arXiv:astro-ph/0407343 . doi:10.1146/annurev.astro.42.053102.134024. 
• Athanassoula, E. (2005). „On the nature of bulges in general and of box/peanut bulges in particular: input from N-body simulations”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 358 (4): 1477—1488. Bibcode:2005MNRAS.358.1477A. arXiv:astro-ph/0502316 . doi:10.1111/j.1365-2966.2005.08872.x. 
• Ferrarese, L.; Merritt, D. (2000). „A Fundamental Relation between Supermassive Black Holes and Their Host Galaxies”. The Astrophysical Journal Letters. 539 (1): L9—L12. Bibcode:2000ApJ...539L...9F. S2CID 6508110. arXiv:astro-ph/0006053 . doi:10.1086/312838. 
• Xiao, T.; Barth, A. J.; Greene, J. E.; Ho, L. C.; Bentz, M. C.; Ludwig, R. R.; Jiang, Y. (2011). „Exploring the Low-mass End of the M $_BH$-$\sigma$$_*$ Relation with Active Galaxies”. The Astrophysical Journal. 739 (1): 28. Bibcode:2011ApJ...739...28X. S2CID 118444825. arXiv:1106.6232 . doi:10.1088/0004-637X/739/1/28. 
• Magorrian, J.; Tremaine, S.; Richstone, D.; Bender, R.; Bower, G.; Dressler, A.; Faber, S. M.; Gebhardt, K.; Green, R.; Grillmair, C.; Kormendy, J.; Lauer, T. (1998). „The Demography of Massive Dark Objects in Galaxy Centers”. The Astronomical Journal. 115 (6): 2285—2305. Bibcode:1998AJ....115.2285M. S2CID 17256372. arXiv:astro-ph/9708072 . doi:10.1086/300353. 
• Häring, N.; Rix, H.-W. (2004). „On the Black Hole Mass-Bulge Mass Relation”. The Astrophysical Journal Letters. 604 (2): L89—L92. Bibcode:2004ApJ...604L..89H. S2CID 119431361. arXiv:astro-ph/0402376 . doi:10.1086/383567. 
• Spitler, L. R.; Forbes, D. A. (2009). „A new method for estimating dark matter halo masses using globular cluster systems”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 392 (1): L1—L5. Bibcode:2009MNRAS.392L...1S. S2CID 16818778. arXiv:0809.5057 . doi:10.1111/j.1745-3933.2008.00567.x. 
• Sadoun, R.; Colin, J. (2012). „M_BH–σ relation between supermassive black holes and the velocity dispersion of globular cluster systems”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 426 (1): L51—L55. Bibcode:2012MNRAS.426L..51S. S2CID 117185846. arXiv:1204.0144 . doi:10.1111/j.1745-3933.2012.01321.x. 
• Simmons, B. D.; Smethurst, R. J.; Lintott, C. (2017). „Supermassive black holes in disk-dominated galaxies outgrow their bulges and co-evolve with their host galaxies”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 470 (2): 1559—1569. Bibcode:2017MNRAS.470.1559S. arXiv:1705.10793 . doi:10.1093/mnras/stx1340. 
• Shu, Frank H. (2016-09-19). „Six Decades of Spiral Density Wave Theory”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 54 (1): 667—724. Bibcode:2016ARA&A..54..667S. ISSN 0066-4146. doi:10.1146/annurev-astro-081915-023426. 
• Roberts, W. W. (1969-10-01). „Large-Scale Shock Formation in Spiral Galaxies and its Implications on Star Formation”. The Astrophysical Journal. 158: 123. Bibcode:1969ApJ...158..123R. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/150177. 
• Toomre, Alar; Toomre, Juri (1972-12-01). „Galactic Bridges and Tails”. The Astrophysical Journal. 178: 623—666. Bibcode:1972ApJ...178..623T. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/151823. 
• Goldreich, P.; Tremaine, S. (1979-11-01). „The excitation of density waves at the Lindblad and corotation resonances by an external potential” (PDF). The Astrophysical Journal. 233: 857—871. Bibcode:1979ApJ...233..857G. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/157448. 

Spoljašnje veze

• Spiralne galaksije na SEDS Mesje stranama
• Spiral Galaxies @ SEDS Messier pages
• SpiralZoom.com Arhivirano na sajtu Wayback Machine (6. mart 2019), an educational website about Spiral Galaxies and other spiral formations found in nature. For high school & general audience.
• Spiral Structure explained
• GLIMPSE: the Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire Arhivirano na sajtu Wayback Machine (8. maj 2021)