Racjonalista - Strona głównaDo treści
Zderzenia galaktyk

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
09-02-2015 17:06Max Golonko (1811 punktów)Zderzenia galaktyk
Ocena 4 na 4
Najpierw, bardzo ogólnie, opiszę typy galaktyk. Dzieli się je głównie na spiralne (zwykłe lub z poprzeczką), eliptyczne oraz nieregularne(osobliwe).
Typowa galaktyka spiralna zwyczajna to Messier 101
Spiralna z poprzeczną to NGC 1300 i nasza - Droga Mleczna.
Eliptyczna to Messier 87.
 
W centrum galaktyk (niezależnie od typu) widujemy zwykle więcej bardziej żółtych gwiazd - starych gwiazd - niektóre mogą mieć około 10 mld lat.
 
Galaktyki nieregularne czy też osobliwe nie są symetryczne (ani środkowo ani osiowo).
Do galaktyk osobliwych należy między innymi "Pingwin z Jajkiem" (NGC 2936 + NGC 2937) .
Od razu napiszę, że te i prawie wszystkie inne nieregularne galaktyki uważa się za efekt dokonującej sie kolizji dwóch lub więcej galaktyk.
 
Bywają też galaktyki eliptyczne uzupełnione z dwóch stron potężnymi obłokami gazu emitującego promieniowanie radiowe. W amatorskich teleskopach tych obłoków jednak nie zobaczymy. Te obłoki są produktem dżetów wychodzących z centrum widocznej części tej galaktyki (zwykle wygląda jak eliptyczna).
 
Patrząc na wszechświat w wielkiej skali stwierdzono, że przestrzeń rozszerza się i skupiska świecącej materii oddalają się od siebie wraz z tą "ekspansją" przestrzeni.
W mniejszej skali - na przykład gromad galaktyk - jest odwrotnie - materia zbliża się do siebie (w szczególności zderzają się galaktyki).
Galaktyki grupują się w gromady, a w jeszcze większej skali materia świecąca grupuje się w ściany i włókna, oddzielane obszarami raczej pustymi (moim zdaniem jest to struktura podobna do struktury pumeksu).
 
Zderzenie dwóch gwiazd jest niezwykle mało prawdopodobne, nawet podczas zderzania się galaktyk. Inaczej jest z galaktykami. Nie jest to dziwne skoro średnia odległość między gwiazdami w stosunku do średnicy gwiazd jest ogromna natomiast średnia odległość dwóch galaktyk jest rzędu 10x ich średnica. Dlatego zderzenia galaktyk były są i będą zjawiskiem dość częstym.
 
Ponieważ galaktyk spiralnych jest jeszcze sporo (wszechświat jest - z tego punktu widzenia - młody) i są one galaktykami jeszcze nie po przejściach (kolizyjnych) dlatego dość typowym jest zderzenie dwóch galaktyk spiralnych.
 
Przykład zderzenia galaktyki spiralnej z galaktyką soczewkowatą (jest to typ pośredni pomiędzy eliptyczną a spiralną) mamy w rejonie Messiera 51.
 
Podczas zderzenia, niekoniecznie centralnego, grawitacja wstępnie rozrywa zwłaszcza mniejszą z galaktyk gdyż szybciej przyciągane są jej fragmenty bliższe drugiej galaktyce. Większa galaktyka też jest jakoś deformowana.
Trochę gwiazd zostaje odrzuconych daleko od obu galaktyk. Po minięciu się centr galaktyk zawracają one. Całe zderzenie, włącznie ze zjawiskami gwiazdo-twórczymi; zjawiskami w okolicach czarnej dziury i formowaniem ostatecznego kształtu trwa około 200-500 mln lat.
 
Podczas zderzenia ciemna materia galaktyki oraz gwiazdy i czarne dziury podlegają głównie wpływom grawitacyjnym ale gaz międzygwiezdny zderza się ze sobą, podgrzewa, pojawiają się w nim fale uderzeniowe, i w miejscach już wstępnie nieco bogatszych w gaz inicjowane są liczne procesy gwiazdo-twórcze. Powstają gwiazdy małe, średniej wielkości ale też sporo bardzo dużych rzędu na przykład 40 mas Słońca. Te największe gwiazdy świeca na niebiesko, żyją bardzo krótko (rzędu 10 milionów lat) i wybuchają jako supernowe. Te rejony zderzenia galaktyk świecą na niebiesko (oraz bliżej czerwieni - gaz na który wpływają emisje z tych gwiazd). Wybuchy supernowych są wtedy tak częste, że taki rejon może być "niefortunnym" miejscem dla życia jeśli ono juz tam zaistniało.
Powstają miliony nowych gwiazd, niemniej wybuchy supernowych "wywiewają" trochę gazu poza zderzające się galaktyki.
 
Przykład takich znanych zderzeń to trzy galaktyki zderzające się w "Kwintecie Stefana" (dwie już się prawie zlały - nazw tych galaktyk akurat nie pamiętam). Inny przykład to "Czułki" (NGC 4039 + NGC 4038).
 
Ponieważ podczas takich wydarzeń więcej materii bywa kierowana w kierunku czarnych dziur w centrach galaktyk to stają się one bardziej aktywne (tzw "aktywne jądra galaktyk").
Materia opadająca w rejonie czarnej dziury nabiera ogromnej prędkości; zachodzą zjawiska podobne do tarcia i inne.
 
Pojawiają się dżety i/lub promieniują one bardzo silnie - jak supernowa tylko znacznie dłużej. Całymi latami aczkolwiek z okresami zmniejszenia co np. 1000 lat.
 
Silne promieniowanie z rejonu czarnej dziury oraz ewentualne dżety również trochę materii z połączonych galaktyk "wywiewają" poza te galaktyki.
 
Czarne dziury w końcu zbliżają się do siebie i łączą. Przemawia za tym fakt, że w galaktykach eliptycznych zazwyczaj obserwuje się tylko jedną, centralną czarną dziurę ale za to bardzo masywną.
 
Ostatecznym efektem zderzenia się dwóch galaktyk spiralnych jest galaktyka eliptyczna czyli kształtu "jajowatego" i z bardziej żółtymi (starymi) gwiazdami niż to bywa w galaktyce spiralnej. O ile galaktyka spiralna bywa dość płaska o tyle galaktyka powstał ze zderzenia 2 galaktyk spiralnych już plaska nie będzie gdyż zderzają się galaktyki ustawione pod różnymi, przypadkowymi kątami (w absolutnej większości przypadków).
 
Wszystko powyżej opisane wynika nie tylko z obserwacji (bo te trwają za krótko) lecz także z konfrontacji zdjęć przedstawiających przypuszczalne zderzenia galaktyk z wynikami najbardziej starannych symulacji wykorzystujących superkomputery. Najlepsze symulacje uwzględniają nie tylko oddziaływania grawitacyjne lecz także zderzanie się gazu, wybuchy supernowych, emisje ze zaktywizowanych czarnych dziur i ich skutki. Nie każda symulacja, której efekt dostępny jest w internecie jest zatem trafna.
 


Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

Max Golonko (1811 punktów)
Zderzenie galaktyk spiralnych tworzy dużo nowych gwiazd niemniej, w sumie, cały układ traci trochę materii i gęstość jego materii międzygwiazdowej spada.
 
W odległej przyszłości zderzać się będą głównie galaktyki eliptyczne. Jako, że są one pozbawione dużej ilości materii międzygwiezdnej ich zderzenia nie będą już generowały znaczącej liczby nowych procesów gwiazdo-twórczych , a wiec, w bardzo odległej przyszłości, galaktyki nie będą już tak świeciły jak obecnie bo zostaną w nich głównie bardzo stare gwiazdy przechodzące w etap białego karła a potem czarnego.
 
W fazie czerwonego olbrzyma wzbogacą trochę ośrodek międzygwiezdny ale nie będzie to na tyle duży zastrzyk materii aby znacząco ożywić procesy gwiazdo-twórcze.
 
Wracając do naszej galaktyki. Droga Mleczna zderzy się z galaktyką Andromedy za 3.7 miliarda lat i po wielu przemianach kształtu utworzy galaktykę eliptyczną za około 4.5 miliarda lat.
 
Gdy duża galaktyka pochłania małą to zjawiska przebiegają inaczej. Duża galaktyka nie jest radykalnie deformowana. Przypuszcza się, że niektóre gromady kuliste ze starymi gwiazdami mogą być częścią pochłoniętej kiedyś małej galaktyki, która zderzyła się z inną.
"Czułki" można znaleźć na przykład tam:
www.skyscr(*)showthread.php?t=571503&page=2

Droga Mleczna, mimo, że nadal jest galaktyką spiralną, pochłonęła co najmniej kilkanaście mniejszych galaktyk. Nadal obiega ją ponad 20 galaktyk karłowatych.
Po połkniętych małych galaktykach zostały strumienie gwiazd. Są śladami istnienia owych galaktyk. Gwiazdami odseparowanymi (pozycją, a niekiedy cechami) od zasadniczego zbioru gwiazd DM. Najistotniejszym elementem przyciągającym peryferyjne "galaktyczki" jest halo ciemnej materii naszej galaktyki. W dawnych czasach to halo ciemnej materii było mniejsze ale z czasem przyłączyło kilka mniejszych i mamy obecne (większe i o wiele bardziej masywne niż cała materia barionowa - widzialna).
Galaktyki karłowate były rozrywane, silniej przyciągane od strony DM. Pierwszy rozciągnięty strumień gwiazd ze zniszczonej "galaktyczki" odkrył zespół Steve'a Majewskiego w 2003 roku.
Takie gwiazdy szukano i znajdowano głownie w danych Sloan Digital Sky Survey (SDSS) uzsykanych teleskopem z Apache Point Observatory w Nowym Meksyku.

Są różne metody szukania gwiazd pochodzących z pochłoniętych galaktyk jak na przykład poszukiwanie grup mających wspólne orbity.
Już obecna w kosmosie GAIA pozwoli wykryć wiele takich grup. Także skład chemiczny gwiazdy pozwala wnioskować o jej pierwotnym pochodzeniu spoza DM. Gaz, z którego powstawały gwiazdy w galaktykach karłowatych mógł być nieco inny niż gaz w dawnej DM. Także nasycenie gwiazd pierwiastkami cięższymi może być pewną wskazówką ułatwiająca uznanie jakiejś grupy gwiazd za nie powstałą w DM.

Ułatwieniem w rozpoznawaniu gwiazd należących do strumieni gwiazd pozostałych z połkniętych galaktyk karłowatych były też symulacje bazujące na wiedzy o halo ciemnej materii oraz fizyce sił pływowych.

Sporo na ten temat:

iopscience(*)/1082/fulltext/57882.text.html

arxiv.org/pdf/astro-ph/0501398.pdf

www.astro.(*)ic12/t12_multiple_streams.html
wsx666 (1067 punktów)
Mnie osobiście od wielu lat zastanawia i fascynuje kształt wszechświata widziany z zewnątrz. Ciekawy jestem, czy coś takiego jest w ogóle nawet teoretycznie możliwe. To znaczy czysto teoretycznie pewnie i jest możliwe, w symulacji, wyobraźni. Ciekawi mnie to, czy nasz wszechświat jest już ostatecznym i jedynym bytem czy istnieją także inne wszechświaty. Ostatnio teoria multi-wszechświata jest dość popularna ponieważ tłumaczy się nią zaistniałe tu stałe fizyczne, dostosowane niejako do zaistnienia życia. Dla mnie to troszkę taka droga na skróty bo nie potrafiąc znaleźć odpowiedzi dla czego akurat tutaj jest tak a nie inaczej mówi się, że w innych wszechświatach może właśnie być inaczej. nie zmienia to jednak faktu, że nasz własny wszechświat też musi mieć, jako byt trój wymiarowy jakiś kształt. Ja myślę o nim jako o sferycznym tworze coś na wzór "fajerwerku" rozbłyskującego na niebie. Nie potrafię pogodzić tego jednak z opisem przytaczanym przez fizyków i kosmologów mówiących o tym, że jest on płaski i że nie ma w nim wyróżnionego miejsca, czyli, że w zasadzie zawsze znajdujemy się w jego centrum. Pozdrawiam.
Wenancjusz (16441 punktów)
>Nie potrafię pogodzić tego jednak z opisem przytaczanym przez fizyków i kosmologów mówiących o tym, że jest on płaski i że nie ma w nim wyróżnionego miejsca, czyli, że w zasadzie zawsze znajdujemy się w jego centrum. Pozdrawiam.
>

Myślę, że nie chodzi o dosłowne branie płaskości Wszechświata. Jest to tylko model wymyślony pierw przez Einsteina by na naciągniętym płótnie pokazać/zobrazować własności siły grawitacji umieszczając kulkę, która swoją masą powodowała ugięcie się płaszczyzny płótna. Rzeczywiście płaska powierzchnia płótna czyli zobrazowana przestrzeń wtedy się uginała. Każda kulka umieszczona na płótnie, a nawet garść kulek powodowała taki sam efekt. Stąd wywnioskował, że grawitacja jest efektem ugięcia przestrzeni a nie jest własnością masy. Masa ugina przestrzeń. Tak przyjęte założenie nie deklasuje zasad Newtonowskiej mechaniki nieba ale tylko ją modyfikuje/rozszerza o pojęcie czasoprzestrzeni. Współczesny stan wiedzy pozwala, korzystając z tej demonstracji, zapytać się czy Wszechświat się rozszerza czy po odpowiednio długim czasie zacznie się proces kurczenia. Wystarczy założyć tylko, że powierzchnia płótna nie będzie idealnie płaska (stała Hubbla=1, czyli nasza czasoprzestrzeń jest stabilna). Jeśli będzie wypukła to Wszechświat będzie się "rozjeżdżał", bo kulki będą uciekały od siebie, a gdy będzie wklęsła to będzie się kurczył bo kulki będą się do siebie zbliżać i w efekcie utworzą jedno skupisko o ogromnej masie która tak zakrzywi przestrzeń, że materia nam znana utworzy, zmiażdżona, stan osobliwy (jak w czarnych dziurach). Przestrzeń wtedy może zniknąć. Dlatego przed Wielkim Wybuchem przestrzeni nie było. Była tylko skumulowana energia, która jak wiemy jest równoważna masie, powiększona o czynnik zwany prędkością światła. Istota Wielkiego Wybuchu nie jest wielkim "buum" ale zdarzeniem, w którym w pewnych sprzyjających okolicznościach (co dociekają naukowcy) gwałtownego przekształcenia energii na materię (jak i antymaterię). Nie było też czasu, którego istnienie jest nierozerwalnie związane z istnieniem materii. Ale to inna sprawa. Dosłowność brania płaskości Wszechświata jest nieco przesadzona. To tylko "spłaszczono" przestrzeń. Kłóci się to z obserwacjami potwierdzającymi, że Wszechświat nie jest płaski. Owo określenie odnosi się tylko do łatwiejszego rozumowania, działającego na wyobraźnię.
A nie wyróżnianie żadnego ruchu tłumaczy teoria względności, mówiącego braku ruchu uprzywilejowanego i braku punktu odniesienia bezwzględnie nieruchomego. Stąd gdy będziesz obserwatorem na jednej z kulek, to będziesz widział ruch innych kulek nie zdając sobie sprawy z ruchu własnego. gdy przeskoczysz na inną kulkę będziesz widział ruch kulki na której przed chwilą byłeś, nie zdając sobie sprawy z ruchu nowej kulki. Dlatego nie ma środka Wszechświata i każde miejsce w którym się znajdziesz będzie jakby środkiem Twoich obserwacji.
Tyle co wiem o tej sprawie, a kosmologiem nie jestem. Starałem się wyjaśnić w możliwie najprzystępniejszy sposób jak ja to widzę i rozumiem.


Ich bin besser als mein Ruf
Wenancjusz (16441 punktów)
>Mnie osobiście od wielu lat zastanawia i fascynuje kształt wszechświata widziany z zewnątrz. Ciekawy jestem, czy coś takiego jest w ogóle nawet teoretycznie możliwe. To znaczy czysto teoretycznie pewnie i jest możliwe, w symulacji, wyobraźni. Ciekawi mnie to, czy nasz wszechświat jest już ostatecznym i jedynym bytem czy istnieją także inne wszechświaty.

Tu dowolność spekulacji jest niepochamowana niczym. W mojej ocenie NIGDY się nie dowiemy czy jesteśmy istotami jednego z Wszechświatów. Dlaczego? Bo nie wyjdziemy z naszej przestrzeni, co wyjaśniłem powyżej. Stąd można spekulować dalej, ze np. umiemy wyjść z własnej przestrzeni to co możemy spotkać poza naszą przestrzenią? Przestrzeń innego Wszechświata? A jeśli nie będzie przestrzeni poza naszą? NIE BĘDZIE PRZESTRZENI? JAKIE BĘDĄ KONSEKWENCJE TAKIEJ ESKAPADY? Czy jest "przerwa" między przestrzeniami I NASTĘPNY WRZECHŚWIAT? CZY TYLKO ZMIANA PRZESTRZENI JEDNEJ NA DRUGĄ? JAK WIĘC POKONAC TAKĄ GRANICĘ?
Pozdrawiam.


Ich bin besser als mein Ruf
Max Golonko (1811 punktów)
Jednoczesne obserwacje dwoma teleskopami, rejestrującym różne długości fal z okolic czarnej dziury odległej o dwa miliardy lat (bardzo aktywnej) wykazały, że generuje ona silny wiatr cząstek nie tylko w wąskich strugach (jak dżety) ale w wielu kierunkach czyli prawie we wszystkie strony. To oznacza, że czarna dziura ogranicza znacząco procesy gwiazdotwórcze "wywiewając" materię w daleki kosmos. Skoro przewiduje się ogromny wzrost aktywności czarnej dziury, która powstanie po zlaniu się czarnych dziur Drogi Mlecznej i M31 to pewnie nie tylko w kierunku dżetów ale cała jej szeroko rozumiana okolica stanie się mało gwiazdotwórcza - niestety.

www.bbc.com/news/science-environment-31556326

Pamiętam rozważania (SF?) jakiegoś bodajże znanego naukowca, że najbardziej zaawansowane cywilizacje techniczne znajdziemy w pobliżu centrum galaktyk przy czarnej dziurze bo tam pojawiają sie pewne unikalne możliwości. W obliczu tego odkrycia staje się to wątpliwe (bo "niezdrowe") ponadto zderzenia galaktyk źle wróżą życiu - lepiej wtedy być na umiarkowanych peryferiach i tak (korzystnie dla nas) właśnie ma być ze Słońcem - raczej nie trafi do centrum tej nowej galaktyki - eliptycznej


Wróć do listy wątków działu Nauka
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365