Secara historis, galaksi telah dikategorikan sesuai bentuk yang jelas mereka (biasanya disebut sebagai morfologi visual mereka). Bentuk umum adalah galaksi elips , [5] yang memiliki elips profil berbentuk cahaya. galaksi spiral adalah disk berbentuk kumpulan dengan berdebu, lengan melengkung. Galaksi dengan bentuk tidak teratur atau biasa dikenal sebagai galaksi tidak teratur , dan biasanya hasil dari gangguan oleh tarikan gravitasi dari galaksi tetangga. Interaksi tersebut antara galaksi-galaksi di dekatnya, yang pada akhirnya dapat mengakibatkan penggabungan galaksi, dapat menyebabkan episode meningkat secara signifikan pembentukan bintang , menghasilkan apa yang disebut galaksi Starburst . Galaksi kecil yang tidak memiliki struktur yang koheren juga bisa disebut sebagai galaksi tidak teratur . [6]
Mungkin ada lebih dari 170 miliar (1,7 × 10 11) galaksi di alam semesta teramati . [7] [8] galaksi Kebanyakan 1.000 sampai 100.000 [9] parsecs dengan diameter dan biasanya dipisahkan oleh jarak pada urutan jutaan parsecs (atau megaparsecs). [10] ruang intergalaksi (ruang antar galaksi) diisi dengan gas yang lemah kepadatan rata-rata kurang dari satu atom per meter kubik . Sebagian galaksi diorganisir ke dalam hirarki asosiasi yang disebut cluster , yang, pada gilirannya, dapat membentuk kelompok yang lebih besar yang disebut superkluster . Ini struktur yang lebih besar umumnya diatur dalam lembaran dan filamen , yang mengelilingi besar void di alam semesta . [11]
Meskipun belum dipahami dengan baik, materi gelap muncul untuk memperhitungkan sekitar 90% dari massa galaksi yang paling. Data pengamatan menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif mungkin ada di pusat banyak, jika tidak semua, galaksi. Mereka diusulkan untuk menjadi penyebab utama dari inti galaksi aktif ditemukan di inti dari beberapa galaksi. Galaksi Bima Sakti tampak pelabuhan setidaknya satu objek tersebut di dalam intinya. [12]
Etimologi
Galaksi Kata berasal dari bahasa Yunani istilah untuk galaksi kita sendiri, Galaxias (γαλαξίας), atau kyklos galaktikos, yang berarti "lingkaran susu" untuk penampilan di langit. Dalam mitologi Yunani , Zeus tempat anaknya dilahirkan oleh seorang wanita fana, bayi Heracles , di Hera payudara 's sementara dia tidur sehingga bayi akan minum susu ilahi dan dengan demikian akan menjadi abadi. Hera terbangun saat menyusui dan kemudian ia menyadari bahwa ia menyusui bayi yang tidak diketahui:. Dia mendorong bayi pergi dan jet semprotan susu langit malam, memproduksi band samar cahaya yang dikenal sebagai Bima Sakti [13] [14]Dalam literatur astronomi, 'Galaxy' kata dikapitalisasi adalah digunakan untuk merujuk kepada galaksi kita, Bima Sakti , untuk membedakannya dari miliaran galaksi lain. Bima Sakti Istilah pertama kali muncul dalam bahasa Inggris di cerita oleh Chaucer .
Ketika William Herschel dibangun nya katalog objek langit jauh di 1786, ia menggunakan nama nebula spiral untuk objek tertentu seperti M31 . Ini kemudian akan diakui sebagai konglomerasi besar bintang-bintang, ketika jarak yang benar untuk objek-objek ini mulai dihargai, dan mereka akan disebut pulau alam semesta. Namun, kata alam semesta dipahami berarti keseluruhan eksistensi, sehingga ekspresi ini jatuh ke tidak digunakan, dan benda-benda, bukan dikenal sebagai galaksi. [16]"Lihat sana, lo, yang Galaxyë
Yang laki-laki clepeth yang Wey Sakti,
Untuk hit whyt. "-Geoffrey Chaucer. Rumah of Fame , c. 1380. [15]
Sejarah Pengamatan
Kesadaran bahwa kita hidup di galaksi, dan bahwa ada, pada kenyataannya, banyak galaksi lain, paralel penemuan yang dibuat tentang Bima Sakti dan lainnya nebula di langit malam.Bima Sakti
Para astronom Arab , Alhazen (965-1037), membuat usaha pertama untuk mengamati dan mengukur paralaks Bima Sakti, [20] dan ia demikian "menetapkan bahwa karena Bima Sakti memiliki paralaks tidak, itu sangat jauh dari bumi dan tidak bukan milik ke atmosfer. " [21] Para Persia astronom Abu Rayhan al-Biruni (973-1048) mengusulkan galaksi Bima Sakti menjadi "koleksi fragmen tak terhitung sifat bintang samar-samar". [22] [23] Para Andalusia Astronom Ibnu Bajjah ("Avempace", w. 1138) mengusulkan bahwa Bima Sakti itu terdiri dari banyak bintang yang hampir menyentuh satu sama lain dan tampaknya gambar terus menerus karena efek bias dari bahan yg bersifat bumi, [18] [24] mengutip pengamatan dari hubungannya Jupiter dan Mars sebagai bukti hal ini terjadi ketika dua benda yang dekat. [18] Yang lahir Syria Ibnu Qayyim Al-Jawziyyah (1292-1350) mengusulkan galaksi Bima Sakti sebagai " segudang bintang kecil dikemas bersama di bidang bintang-bintang tetap ". [25]
Bukti nyata dari Bima Sakti yang terdiri dari banyak bintang datang pada 1610 ketika Galileo Galilei menggunakan teleskop untuk mempelajari Bima Sakti dan menemukan bahwa itu terdiri dari sejumlah besar bintang-bintang samar. [26] Pada 1750 Thomas Wright , di An aslinya teori atau hipotesis baru dari alam semesta, berspekulasi (benar) bahwa galaksi mungkin tubuh berputar dari sejumlah besar bintang-bintang yang diselenggarakan bersama oleh gaya gravitasi , mirip dengan tata surya tetapi pada skala yang lebih besar. Disk yang dihasilkan dari bintang dapat dilihat sebagai sebuah band pada langit dari sudut pandang kita di dalam disk. [27] Dalam sebuah risalah pada tahun 1755, Immanuel Kant diuraikan pada ide Wright tentang struktur Bima Sakti.
Perbedaan dari nebula lainnya
Pada 1750 Thomas Wright , dalam Sebuah teori asli atau hipotesis baru dari Semesta, berspekulasi (benar) bahwa Bima Sakti adalah disk rata bintang, dan bahwa beberapa dari nebula terlihat di langit malam mungkin Cara Sakti terpisah. [27 ] [33] Pada tahun 1755 Immanuel Kant memperkenalkan "alam semesta pulau" istilah untuk ini nebula yang jauh.
Menjelang akhir abad ke-18, Charles Messier mengumpulkan katalog berisi nebula terang 109 (benda-benda langit dengan penampilan samar-samar), kemudian diikuti oleh sebuah katalog yang lebih besar dari 5.000 nebula dirakit oleh William Herschel. [27] Pada tahun 1845, Tuhan Rosse dibangun teleskop baru dan mampu membedakan antara elips dan nebula spiral. Dia juga berhasil membuat keluar sumber titik individu dalam beberapa nebula ini, pinjaman kepercayaan untuk berspekulasi sebelumnya Kant. [34]
Pada tahun 1912, Vesto Slipher membuat studi spectrographic nebula spiral terang untuk menentukan apakah mereka terbuat dari bahan kimia yang akan diharapkan dalam sistem planet. Namun, Slipher menemukan bahwa nebula spiral yang telah bergeser merah tinggi, menunjukkan bahwa mereka bergerak menjauh dengan kecepatan lebih tinggi dari Bima Sakti escape velocity . Jadi mereka tidak terikat pada gravitasi Bima Sakti, dan tidak mungkin menjadi bagian dari galaksi. [35] [36]
Pada tahun 1917, Heber Curtis telah mengamati nova S Andromedae dalam "Besar Andromeda Nebula "( Messier object M31 ). Mencari catatan fotografis, ia menemukan 11 lebih novae . Curtis menyadari bahwa nova ini adalah, rata-rata, 10 besarnya redup daripada yang terjadi dalam galaksi kita. Akibatnya ia bisa datang dengan perkiraan jarak 150.000 parsecs . Dia menjadi pendukung hipotesis yang disebut "pulau alam semesta", yang menyatakan bahwa spiral nebula sebenarnya galaksi mandiri. [37]
Hal tersebut meyakinkan menetap di awal 1920-an. Pada tahun 1922, astronom Ernst Opik memberikan penentuan jarak yang mendukung teori bahwa Nebula Andromeda memang objek ekstra-galaksi yang jauh. [39] Menggunakan 100 inci baru Mt. Wilson teleskop, Edwin Hubble mampu menyelesaikan bagian luar dari beberapa nebula spiral sebagai koleksi bintang individu dan mengidentifikasi beberapa variabel Cepheid , sehingga memungkinkan untuk memperkirakan jarak ke nebula: mereka terlalu jauh untuk menjadi bagian dari Bima Sakti . [40] Pada tahun 1936 Hubble menghasilkan sistem klasifikasi galaksi yang digunakan sampai hari ini, Hubble urutan . [41]
Riset modern
Pada tahun 1970-an itu ditemukan di Vera Rubin studi tentang kecepatan rotasi gas di galaksi terlihat bahwa massa total (dari bintang-bintang dan gas) tidak benar memperhitungkan kecepatan gas berputar. Masalah rotasi galaksi dianggap dijelaskan oleh kehadiran dalam jumlah besar tak terlihat materi gelap . [44] [45]
Dimulai pada 1990-an, Teleskop Ruang Angkasa Hubble menghasilkan pengamatan ditingkatkan. Antara lain, dia menetapkan bahwa materi gelap hilang dalam galaksi kita tidak bisa semata-mata terdiri dari bintang inheren samar dan kecil. [46] Para Lapangan Hubble Jauh , eksposur yang sangat panjang bagian yang relatif kosong dari langit, memberikan bukti bahwa ada sekitar 125 miliar (1,25 × 10 11) galaksi di alam semesta. [47] Peningkatan teknologi dalam mendeteksi spektrum terlihat untuk manusia (radio teleskop, kamera inframerah, dan x-ray teleskop ) memungkinkan deteksi galaksi lain yang tidak terdeteksi oleh Hubble . Khususnya, galaksi survei di Zona Menghindari (wilayah langit diblokir oleh Bima Sakti) telah mengungkapkan sejumlah galaksi baru. [48]
Jenis dan morfologi
Artikel utama: Galaxy klasifikasi morfologi
ellipticals
Artikel utama: galaksi elips
Hubble tingkat sistem klasifikasi galaksi elips berdasarkan ellipticity mereka, mulai dari E0, yang hampir bulat, sampai ke E7, yang sangat memanjang. Galaksi ini memiliki ellipsoidal profil, memberi mereka penampilan elips terlepas dari sudut pandang. Penampilan mereka menunjukkan struktur sedikit dan mereka biasanya memiliki relatif sedikit materi antar bintang . Akibatnya galaksi ini juga memiliki porsi rendah cluster terbuka dan tingkat penurunan pembentukan bintang baru. Sebaliknya mereka didominasi oleh umumnya lebih tua, lebih berkembang bintang yang mengorbit pusat gravitasi umum dalam arah acak. Dalam hal ini mereka memiliki beberapa kesamaan dengan jauh lebih kecil gugus bola . [49] Galaksi-galaksi eliptik yang terbesar adalah raksasa. Galaksi elips Banyak diyakini untuk membentuk karena interaksi galaksi , sehingga tabrakan dan merger. Mereka bisa tumbuh hingga ukuran besar (dibandingkan dengan galaksi spiral, misalnya), dan galaksi elips raksasa yang sering ditemukan di dekat inti galaksi cluster yang besar. [50] Starburst galaksi adalah hasil seperti tabrakan galaksi yang dapat menyebabkan pembentukan dari sebuah galaksi elips. [49]
Spiral
Artikel utama: galaksi spiral dan galaksi spiral Barred
Pada galaksi spiral, lengan spiral memiliki bentuk perkiraan spiral logaritmik , pola yang dapat secara teoritis menunjukkan hasil dari gangguan dalam massa seragam berputar bintang. Seperti bintang, lengan spiral berputar di sekitar pusat, tetapi mereka melakukannya dengan konstan kecepatan sudut . Lengan spiral dianggap bidang materi kepadatan tinggi, atau " gelombang densitas ". [53] Sebagai bintang bergerak melalui lengan, kecepatan ruang dari setiap sistem bintang diubah oleh gaya gravitasi dari kepadatan lebih tinggi. (Kecepatan ini kembali normal setelah bintang berangkat pada sisi lain dari lengan.) Efek ini mirip dengan "gelombang" dari slowdowns bergerak sepanjang jalan raya penuh mobil bergerak. Senjata-senjata tersebut terlihat karena kepadatan tinggi memudahkan pembentukan bintang, dan karena itu mereka pelabuhan bintang-bintang terang dan muda. [54]
Galaksi kita sendiri adalah besar berbentuk disk dilarang-galaksi spiral [58] sekitar 30 kiloparsecs dengan diameter dan ketebalan kiloparsec. Ini berisi sekitar dua ratus miliar (2 × 10 11) [59] bintang dan memiliki massa total sekitar 600.000.000.000 (6 × 10 11) kali massa Matahari. [60]
morfologi lainnya
Sebuah galaksi lenticular adalah bentuk peralihan yang memiliki sifat-sifat galaksi elips dan spiral baik. Ini dikategorikan sebagai tipe Hubble S0, dan mereka memiliki sakit-didefinisikan lengan spiral dengan lingkaran elips bintang. [63] ( Barred galaksi lenticular menerima klasifikasi Hubble SB0.)
dwarf
Artikel utama: galaksi kerdil
Meskipun keunggulan galaksi elips dan spiral besar, kebanyakan galaksi di alam semesta tampaknya galaksi kerdil. Galaksi ini relatif kecil bila dibandingkan dengan formasi galaksi lain, menjadi sekitar satu ukuran seperseratus dari Bima Sakti, hanya berisi beberapa miliar bintang. Ultra-kompak galaksi kerdil baru-baru ini ditemukan bahwa hanya 100 parsecs di. [65] Banyak galaksi kerdil bisa mengorbit galaksi yang lebih besar tunggal, Bima Sakti memiliki setidaknya selusin satelit tersebut, dengan 300-500 diperkirakan belum ditemukan. [66] galaksi kerdil juga dapat diklasifikasikan sebagai elips , spiral , atau tidak teratur . Sejak ellipticals kurcaci kecil sedikit beruang kemiripan ellipticals besar, mereka sering disebut galaksi kerdil bulat sebagai gantinya.
Sebuah studi dari 27 tetangga Bima Sakti ditemukan bahwa di semua galaksi kerdil, massa pusat adalah sekitar 10 juta massa matahari , terlepas dari apakah galaksi memiliki ribuan atau jutaan bintang. Hal ini telah menyebabkan saran bahwa galaksi sebagian besar dibentuk oleh materi gelap , dan bahwa ukuran minimum dapat menunjukkan bentuk materi gelap yang hangat mampu koalesensi gravitasi pada skala yang lebih kecil. [67]
dinamika biasa dan kegiatan
Berinteraksi
Artikel utama: galaksi Berinteraksi
Pemisahan rata-rata antara galaksi dalam cluster adalah sedikit lebih dari satu urutan besarnya lebih besar dari diameter mereka. Oleh karena itu interaksi antara galaksi ini relatif sering, dan memainkan peran penting dalam mereka evolusi . Dekat merindukan antara hasil galaksi di warping distorsi akibat interaksi pasang surut , dan dapat menyebabkan beberapa pertukaran gas dan debu. [68] [69] 
Pada ekstrim interaksi merger galaksi. Dalam hal ini momentum relatif dari dua galaksi tidak cukup untuk memungkinkan galaksi melewati satu sama lain. Sebaliknya, mereka secara bertahap bergabung bersama untuk membentuk galaksi tunggal yang lebih besar. Merger dapat mengakibatkan perubahan signifikan terhadap morfologi, dibandingkan dengan galaksi asli. Dalam kasus di mana salah satu galaksi jauh lebih besar, bagaimanapun, hasilnya adalah dikenal sebagai kanibalisme . Dalam hal ini galaksi yang lebih besar akan tetap relatif tidak terganggu oleh merger, sementara galaksi kecil terpecah. Galaksi Bima Sakti saat ini sedang dalam proses mengorbankan para Dwarf Galaxy Sagitarius elips dan Galaxy Canis Major Dwarf . [68] [69]
Starburst
Artikel utama: Starburst galaksi
Bintang dibuat dalam galaksi dari cadangan gas dingin yang membentuk menjadi raksasa awan molekul . Beberapa galaksi telah diamati untuk membentuk bintang pada tingkat yang luar biasa, yang dikenal sebagai sebuah Starburst. Haruskah mereka terus melakukannya, bagaimanapun, mereka akan mengkonsumsi cadangan mereka gas dalam kerangka waktu lebih rendah daripada umur galaksi. Oleh karena itu kegiatan Starburst biasanya berlangsung hanya sekitar sepuluh juta tahun, waktu yang relatif singkat dalam sejarah dari sebuah galaksi. Starburst galaksi lebih umum pada sejarah awal alam semesta, [71] dan, pada saat ini, masih memberikan kontribusi 15% diperkirakan tingkat produksi keseluruhan bintang. [72]
Starburst galaksi yang ditandai oleh konsentrasi berdebu gas dan penampilan bintang baru terbentuk, termasuk bintang besar yang mengionisasi awan sekitarnya untuk menciptakan daerah H II . [73] ini menghasilkan bintang-bintang besar supernova ledakan, sehingga memperluas sisa-sisa yang berinteraksi kuat dengan sekitarnya gas. Ledakan ini memicu reaksi berantai bintang bangunan yang menyebar di seluruh wilayah gas. Hanya ketika gas yang tersedia hampir tersebar tidak dikonsumsi atau kegiatan Starburst berakhir. [71]
Starbursts sering dikaitkan dengan penggabungan atau berinteraksi galaksi. Contoh prototipe seperti interaksi Starburst pembentuk M82 , yang mengalami pengalaman yang erat dengan besar M81 . Galaksi tidak teratur sering menunjukkan knot spasi kegiatan Starburst. [74]
nukleus Aktif
Artikel utama: inti galaksi aktif
Sebagian dari galaksi kita dapat mengamati diklasifikasikan sebagai aktif. Artinya, sebagian besar dari output energi total dari galaksi yang dipancarkan oleh sumber lain selain bintang-bintang, debu dan medium antarbintang . Model standar untuk inti galaksi aktif didasarkan pada sebuah disk akresi yang terbentuk di sekitar sebuah lubang hitam supermasif (SMBH) di wilayah inti. Radiasi dari hasil inti galaksi aktif dari energi gravitasi materi seperti jatuh ke lubang hitam dari disk. [75] Pada sekitar 10% dari objek-objek ini, sepasang bertentangan jet menyemburkan partikel energik dari inti pada kecepatan dekat dengan kecepatan cahaya . Mekanisme untuk memproduksi jet masih belum dipahami dengan baik. [76]
Mungkin terkait dengan inti galaksi aktif (serta Starburst daerah) yang rendah emisi ionisasi nuklir-line daerah (LINERS). Emisi dari LINER-jenis galaksi didominasi oleh lemah terionisasi unsur. [77] Sekitar sepertiga dari galaksi dekat diklasifikasikan sebagai mengandung inti LINER. [75] [77] [78]
[ sunting ] Pembentukan dan evolusi
Artikel utama: Galaxy pembentukan dan evolusi
Studi pembentukan galaksi dan evolusi mencoba untuk menjawab pertanyaan tentang bagaimana galaksi terbentuk dan jalur evolusi mereka atas sejarah alam semesta. Beberapa teori di bidang ini kini telah menjadi diterima secara luas, tetapi masih merupakan area aktif dalam astrofisika . Pembentukan
Bukti untuk penampilan awal galaksi ditemukan pada tahun 2006, ketika ditemukan bahwa galaksi iok-1 memiliki sangat tinggi pergeseran merah sebesar 6,96, sesuai dengan hanya 750 juta tahun setelah Big Bang dan membuat galaksi yang paling jauh dan primordial belum dilihat. [81] Sementara beberapa ilmuwan telah mengklaim benda-benda lainnya (seperti Abell 1835 IR1916 ) memiliki redshifts lebih tinggi (dan karena itu terlihat pada tahap awal evolusi alam semesta), usia iok-1 dan komposisi telah lebih andal didirikan. Keberadaan awal seperti protogalaxies menunjukkan bahwa mereka harus telah tumbuh dalam apa yang disebut "Dark Ages". [79]
Proses rinci dimana awal pembentukan galaksi tersebut terjadi adalah sebuah pertanyaan terbuka utama dalam astronomi. Teori dapat dibagi menjadi dua kategori: top-down dan bottom-up. Dalam teori top-down (seperti Sandage Eggen-Lynden-Bell-[ELS] model), protogalaxies terbentuk dalam keruntuhan besar-besaran simultan berlangsung sekitar seratus juta tahun. [82] Dalam teori bottom-up (seperti Searle-Zinn [SZ] model), struktur kecil seperti gugus bola bentuk pertama, dan kemudian sejumlah badan seperti accrete untuk membentuk galaksi yang lebih besar. [83]
Setelah protogalaxies mulai terbentuk dan kontrak, yang pertama halo bintang (disebut bintang Populasi III ) muncul dalam diri mereka. Ini hampir seluruhnya terdiri dari hidrogen dan helium, dan mungkin telah besar. Jika demikian, bintang-bintang besar akan cepat dikonsumsi pasokan bahan bakar dan menjadi supernova , melepaskan elemen berat ke dalam medium antarbintang . [84] Ini generasi pertama hidrogen terionisasi kembali bintang yang netral sekitarnya, menciptakan gelembung memperluas ruang dimana cahaya dapat dengan mudah bepergian. [85]
Evolusi
Selama dua miliar tahun berikutnya, masalah akumulasi mengendap menjadi disk galaksi . [90] galaksi A akan terus menyerap materi infalling dari awan kecepatan tinggi dan galaksi kerdil sepanjang hidupnya. [91] Hal ini sebagian besar hidrogen dan helium. Siklus kelahiran dan kematian bintang perlahan-lahan meningkatkan kelimpahan unsur berat, akhirnya memungkinkan pembentukan dari planet . [92]
Evolusi galaksi dapat secara signifikan dipengaruhi oleh interaksi dan tabrakan. Mergers of galaxies were common during the early epoch, and the majority of galaxies were peculiar in morphology. [ 93 ] Given the distances between the stars, the great majority of stellar systems in colliding galaxies will be unaffected. However, gravitational stripping of the interstellar gas and dust that makes up the spiral arms produces a long train of stars known as tidal tails. Examples of these formations can be seen in NGC 4676 [ 94 ] or the Antennae Galaxies . [ 95 ]
As an example of such an interaction, the Milky Way galaxy and the nearby Andromeda Galaxy are moving toward each other at about 130 km/s , and—depending upon the lateral movements—the two may collide in about five to six billion years. Although the Milky Way has never collided with a galaxy as large as Andromeda before, evidence of past collisions of the Milky Way with smaller dwarf galaxies is increasing. [ 96 ]
Such large-scale interactions are rare. As time passes, mergers of two systems of equal size become less common. Most bright galaxies have remained fundamentally unchanged for the last few billion years, and the net rate of star formation probably also peaked approximately ten billion years ago. [ 97 ]
tren Masa Depan
At present, most star formation occurs in smaller galaxies where cool gas is not so depleted. [ 93 ] Spiral galaxies, like the Milky Way, only produce new generations of stars as long as they have dense molecular clouds of interstellar hydrogen in their spiral arms. [ 98 ] Elliptical galaxies are already largely devoid of this gas, and so form no new stars. [ 99 ] The supply of star-forming material is finite; once stars have converted the available supply of hydrogen into heavier elements, new star formation will come to an end. [ 100 ]The current era of star formation is expected to continue for up to one hundred billion years, and then the "stellar age" will wind down after about ten trillion to one hundred trillion years (10 13 –10 14 years), as the smallest, longest-lived stars in our astrosphere, tiny red dwarfs , begin to fade. At the end of the stellar age, galaxies will be composed of compact objects : brown dwarfs , white dwarfs that are cooling or cold (" black dwarfs "), neutron stars , and black holes . Eventually, as a result of gravitational relaxation , all stars will either fall into central supermassive black holes or be flung into intergalactic space as a result of collisions. [ 100 ] [ 101 ]
Larger-scale structures
Main articles: Large-scale structure of the cosmos and Groups and clusters of galaxies
Deep sky surveys show that galaxies are often found in relatively close association with other galaxies. Solitary galaxies that have not significantly interacted with another galaxy of comparable mass during the past billion years are relatively scarce. Only about 5% of the galaxies surveyed have been found to be truly isolated; however, these isolated formations may have interacted and even merged with other galaxies in the past, and may still be orbited by smaller, satellite galaxies. Isolated galaxies [ note 2 ] can produce stars at a higher rate than normal, as their gas is not being stripped by other nearby galaxies. [ 102 ] On the largest scale, the universe is continually expanding, resulting in an average increase in the separation between individual galaxies (see Hubble's law ). Associations of galaxies can overcome this expansion on a local scale through their mutual gravitational attraction. These associations formed early in the universe, as clumps of dark matter pulled their respective galaxies together. Nearby groups later merged to form larger-scale clusters. This on-going merger process (as well as an influx of infalling gas) heats the inter-galactic gas within a cluster to very high temperatures, reaching 30–100 megakelvins . [ 103 ] About 70–80% of the mass in a cluster is in the form of dark matter, with 10–30% consisting of this heated gas and the remaining few percent of the matter in the form of galaxies. [ 104 ]
Larger structures containing many thousands of galaxies packed into an area a few megaparsecs across are called clusters. Clusters of galaxies are often dominated by a single giant elliptical galaxy, known as the brightest cluster galaxy , which, over time, tidally destroys its satellite galaxies and adds their mass to its own. [ 108 ]
Superclusters contain tens of thousands of galaxies, which are found in clusters, groups and sometimes individually. At the supercluster scale , galaxies are arranged into sheets and filaments surrounding vast empty voids. [ 109 ] Above this scale, the universe appears to be isotropic and homogeneous . [ 110 ]
The Milky Way galaxy is a member of an association named the Local Group , a relatively small group of galaxies that has a diameter of approximately one megaparsec. The Milky Way and the Andromeda Galaxy are the two brightest galaxies within the group; many of the other member galaxies are dwarf companions of these two galaxies. [ 111 ] The Local Group itself is a part of a cloud-like structure within the Virgo Supercluster , a large, extended structure of groups and clusters of galaxies centered around the Virgo Cluster . [ 112 ]
Multi-wavelength observation
See also: Observational astronomy
After galaxies external to the Milky Way were found to exist, initial observations were made mostly using visible light . The peak radiation of most stars lies here, so the observation of the stars that form galaxies has been a major component of optical astronomy . It is also a favorable portion of the spectrum for observing ionized H II regions , and for examining the distribution of dusty arms. The dust present in the interstellar medium is opaque to visual light. It is more transparent to far-infrared , which can be used to observe the interior regions of giant molecular clouds and galactic cores in great detail. [ 113 ] Infrared is also used to observe distant, red-shifted galaxies that were formed much earlier in the history of the universe. Water vapor and carbon dioxide absorb a number of useful portions of the infrared spectrum, so high-altitude or space-based telescopes are used for infrared astronomy .
The first non-visual study of galaxies, particularly active galaxies, was made using radio frequencies . The atmosphere is nearly transparent to radio between 5 MHz and 30 GHz. (The ionosphere blocks signals below this range.) [ 114 ] Large radio interferometers have been used to map the active jets emitted from active nuclei. Radio telescopes can also be used to observe neutral hydrogen ( via 21 centimetre radiation ), including, potentially, the non-ionized matter in the early universe that later collapsed to form galaxies. [ 115 ]
Ultraviolet and X-ray telescopes can observe highly energetic galactic phenomena. An ultraviolet flare was observed when a star in a distant galaxy was torn apart from the tidal forces of a black hole. [ 116 ] The distribution of hot gas in galactic clusters can be mapped by X-rays. The existence of super-massive black holes at the cores of galaxies was confirmed through X-ray astronomy. [ 117 ]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar