Astronomer har uppskattat att det finns omkring 200 miljarder galaxer i det observerbara universum. Men när vi ser andra typer av galaxer porträtterade i science-fiction-filmer tenderar de att ha samma grundform som vår. Detta skulle vara ett exempel på våra människocentrerade fördomar. Även om många av dem liknar Vintergatan, finns andra i helt olika former och former.
Du har säkert sett illustrationer av vår hemgalax hängande på väggarna i otaliga naturvetenskapliga klassrum. Men vi slår vad om att du inte visste att de här affischerna är proportionellt tjockare än en nyckelkomponent i själva galaxen.
Det är rätt. Som ett stekt ägg består Vintergatan av en central utbuktning omgiven av en platt, tunn skiva. Och när vi säger "tunn", menar vi förbluffande smal. Som fysikern och Forbes-korrespondenten Jillian Scudder påpekar, är "skivan" i Vintergatans galax cirka 100 000 ljusår lång men bara cirka 0,6 ljusår lång. Det betyder att det proportionellt sett är 30 gånger tunnare än ett typiskt skrivarpapper.
Men vi går före oss själva. Innan vi lär oss mer om vad som gör Vintergatan unik, låt oss ta ett steg tillbaka och prata om vad alla galaxer har gemensamt.
Innehåll
Galaxer är komplexa system som hålls samman av gravitationen. De består av gaser, stjärndamm och miljoner — ibland till och med miljarder — stjärnor, som åtföljs av sina egna planeter och asteroidbälten.
Av de mer än 200 miljarder galaxer har många en spiralform (som Vintergatan). Det finns några andra galaxtyper, inklusive oregelbundna galaxer, elliptiska galaxer och linsformade galaxer. Dvärggalaxer, som är mindre och har färre stjärnor än spiralgalaxer och elliptiska galaxer, finns i en mängd olika former och storlekar.
Varje galax har en unik historia att berätta. Historien om var och en är tydlig i dess form. Forskare delar upp galaxer i en handfull utseendebaserade kategorier. Vintergatan är vad som kallas en spiralgalax, vilket betyder att den ser ut som en bred, tillplattad skiva med en liten utbuktning som sticker ut i centrum.
Det arrangemanget är produkten av rotationshastighet, tid och gravitation. För att lära oss mer pratade vi med astrofysikern Raja GuhaThakurta, Ph.D., professor vid University of California Santa Cruz och en auktoritet i studien av hur galaxer utvecklas. Det är ett område som lockar till mycket debatt.
"Fysiken för hur dessa saker bildas är inte helt känd eller fastställd," säger GuhaThakurta. Icke desto mindre är det allmänt trott att de flesta spiralgalaxer börjar sina liv som snurrande moln av gas och damm. Hastigheten med vilken de roterar har stor betydelse. Enligt GuhaThakurta är det mer sannolikt att massiva, snabbt roterande moln blir spiralgalaxer.
Tyngdkraften försöker dra dessa snurrande, amorfa kroppar till tillplattade plan. Med tiden drar molnen ihop sig på grund av gravitation och förlust av energi på grund av friktion. Och på grund av en princip som kallas bevarande av rörelsemängd, när ett snurrande föremål drar ihop sig, roterar det snabbare.
Du kan se detta i aktion på din lokala skridskobana. Erfarna skridskoåkare vet att de kan öka sin snurrhastighet genom att dra armarna inåt.
Så, ungefär som en snurrande klick pizzadeg, bildas spiralgalaxer när formlösa gas-/dammmoln planar ut i hög hastighet. Samma fysiska krafter påverkar också utseendet på de spetsiga "armarna" som kan ses runt kanterna på sådana galaxer.
"Typerna av spiralarmar är nästan säkert relaterade till rotationshastigheten," säger GuhaThakurta. Snabbt roterande system tenderar att ha en ring av små, snäva armar. Däremot har de som rör sig långsammare längre, löst lindade.
För att förstå varför rekommenderar GuhaThakurta att prova ett litet hemexperiment:"Föreställ dig att du rör om ditt kaffe. Lägg en klick grädde någon annanstans än i mitten. Du kommer att märka att krämen kommer att bilda ett spiralmönster", säger han. Rör sedan om brygden med en sked. Om du gör det snabbt kommer mönstrets armar att bli mindre och stramare.
Okej, dags för en snabb sammanfattning. Hittills har vi pratat om hur spiralgalaxer utvecklas och hur rotation formar deras armar. Men vad är grejen med de där utbuktningarna vi nämnde tidigare? I mitten av spiralgalaxer hittar du ett kluster av mycket gamla stjärnor som kretsar runt en central punkt. Det här är utbuktningen.
Medan stjärnorna ute i skivan rör sig i ett ordnat, horisontellt plan, fungerar stjärnorna som utgör utbuktningen som bin som oregelbundet svärmar runt en bikupa. Astronomer försöker fortfarande ta reda på hur dessa utbuktningar bildas. Vissa spekulerar i att de utvecklas innan resten av en spiralgalax gör det, medan andra tror att det omvända är sant.
Föreställ dig nu en galax som är helt utbuktande. Den här saken skulle vara skivfri och antingen se ut som en gigantisk, rund sfär eller en massiv amerikansk fotboll. Inuti skulle dess stjärnor kretsa runt galaxens centrala punkt i alla riktningar. Grattis, du har precis föreställt dig en elliptisk galax.
Det är viktigt att notera att vissa galaxer varken är spiraler eller elliptiska. Så kallade oregelbundna galaxer saknar utbuktningar och kan komma i en mängd olika former.
Forskare har observerat några galaktiska sammanslagningar som för närvarande pågår. Kanske kommer de att se ut som fina, rundade ellipstrålar någon gång, men för tillfället verkar dessa utvecklande fackföreningar oorganiserade och förvrängda.
Det finns också några få dokumenterade exempel på att stora spiralgalaxer kannibalisera mindre galaxer som har kommit för nära, med offret som sakta slukas bit för bit. Experter räknar med att vår egen Vintergatan så småningom kommer att kollidera med den närliggande Andromeda-galaxen, en process som kommer att rekonstruera dessa två spiralgalaxer till en elliptisk galax.
Processen bör börja om cirka 3 miljarder år från nu och avslutas om ytterligare 4 miljarder år från då. Uppenbarligen är det inte något någon av oss kommer att leva för att se. Men oavsett har forskare redan kommit på ett namn för denna framtida elliptiska galax:de kallar den "Milkomeda". Alla älskar en bra portmanteau.
En spiralgalax har, precis som vår egen galax, en central utbuktning och armar som spirar utåt. Stjärnor, gas och damm utgör dessa armar och skapar ett distinkt utseende som liknar ett pinwheel. Eftersom spiralgalaxer finns i olika storlekar och former, har vissa mer hårt lindade spiralarmar och andra har mer löst utsträckta.
De flesta galaxer är spiralgalaxer, och inom denna kategori är spiralgalaxer med bommar den mest återkommande undertypen. En bomrad spiralgalax har en central stångformad struktur som består av stjärnor, gas och damm och sträcker sig ut från den galaktiska kärnan. Forskare antar att stapeln signalerar att en galax är helt mogen.
En elliptisk galax - som har en slät, ellipsoid eller sfärisk form - har inte väldefinierade egenskaper, såsom armar eller skivor. De består av äldre stjärnor och innehåller vanligtvis relativt lite interstellär gas och damm. Forskare tror att en elliptisk galax kan vara ett resultat av kolliderande galaxer.
Jätte elliptiska galaxer, en undertyp av elliptisk galax, är bland de största och ljusaste galaxerna och är ofta i mitten av en galaxhop – en samling galaxer som hålls samman av sin ömsesidiga gravitationsattraktion.
En blandning av spiralformade och elliptiska galaxer, linsformade galaxer har en central utbuktning, äldre stjärnor och en platt, skivliknande struktur. De har inte väldefinierade spiralarmar. Vissa teorier hävdar att dessa galaxer inte har armar eftersom de sedan har bleknat. En annan teori säger att linsformade galaxer bildades från sammansmältningen av spiralgalaxer.
Som namnet antyder har en oregelbunden galax inte en väldefinierad, symmetrisk form eller struktur. Formen kan ha uppstått på grund av galaxer som kolliderar eller gravitationskraften från en annan galax. De har inget specifikt mönster av stjärnor, gas och damm. De kan ha en blandning av gamla och unga stjärnor.
Den här artikeln har uppdaterats i samband med AI-teknik, sedan faktagranskad och redigerad av en HowStuffWorks-redaktör.
Nu är det intressant
Ordet "galax" kommer från det grekiska ordet "gala", som betyder "mjölk" - som i "mjölkväg". Vår har ett lysande band av stjärnor som är tydligt synliga på natthimlen. För forntida astronomer såg detta ut som ett stycke spilld mjölk.
