Co jsou eliptické galaxie?

Galaxie jsou obrovská hvězdná města a nejstarší struktury ve vesmíru. Obsahují hvězdy, oblaky plynu a prachu, planety a další předměty, včetně černých děr. Většina galaxií ve vesmíru jsou spirální galaxie, podobně jako naše vlastní Mléčná dráha. Jiní, takový jak velký a malý Magellanic mračna, být známý jako “nepravidelné” galaxie, kvůli jejich neobvyklým a poněkud amorfním-vypadat tvary. Avšak významné procento, asi 15% galaxií, je to, co astronomové nazývají „eliptikály“.

Jak už název napovídá, eliptické galaxie sahají od sféricky tvarovaných sbírek hvězd až po protáhlejší tvary podobné obrysu amerického fotbalu. Některé jsou jen zlomkem velikosti Mléčné dráhy, zatímco jiné jsou mnohonásobně větší a alespoň jeden eliptikál s názvem M87 má viditelný proud materiálu, který proudí z jeho jádra. Zdá se, že eliptické galaxie mají také velké množství temná hmota, něco, co odlišuje i ty nejmenší eliptické trpaslíky od jednoduchých hvězdokup. Například kulové hvězdokupy jsou pevněji gravitačně vázány než galaxie a obecně mají méně hvězd. Mnoho globulárních hvězd je však stejně staré jako galaxie, na nichž obíhají (nebo jsou i starší). Je pravděpodobné, že se formovaly přibližně ve stejnou dobu jako jejich galaxie. To však neznamená, že se jedná o eliptické galaxie.

Eliptické galaxie zřetelně neobsahují plyn, který je klíčovou součástí hvězdotvorných oblastí. Proto hvězdy v těchto galaxiích bývají velmi staré a oblasti tvorby hvězd jsou v těchto objektech relativně vzácné. Kromě toho staré hvězdy v eliptikálech bývají žluté a načervenalé; což podle našeho chápání hvězdného vývoje znamená, že jsou menší, slabší hvězdy.

Proč žádné nové hvězdy? Je to dobrá otázka. Přichází na mysl několik odpovědí. Když se vytvoří mnoho velkých hvězd, rychle zemřou a během supernovy rozdělují většinu své hmoty a zanechávají semena pro vznik nových hvězd. Ale protože se menší hmotné hvězdy vyvinou do desítek miliard let planetární mlhoviny, rychlost, jakou jsou plyn a prach v galaxii distribuovány, je velmi nízká.

Když plyn z planetární mlhoviny nebo výbuchu supernovy konečně se unáší do intergalaktického média, obvykle není dost na to, aby se začala tvořit nová hvězda. Je potřeba více materiálu.

Protože se zdá, že formace hvězd přestala v mnoha eliptikálech, astronomové mají podezření, že období rychlé formace se muselo stát brzy v historii galaxie. Jedna teorie je ta eliptické galaxie mohou primárně tvořit se srážkou a sloučením dvou spirálních galaxií. Současné hvězdy těchto galaxií by se promísily, zatímco plyn a prach by se srazily. Výsledkem by byl náhlý výbuch hvězdná formace, spotřebovává hodně dostupného plynu a prachu.

Simulace těchto fúzí také ukazují, že výsledná galaxie by měla podobnou formaci jako eliptické galaxie. To také vysvětluje, proč se zdá, že dominují spirální galaxie, zatímco eliptikály jsou vzácnější.

To by také vysvětlilo, proč při průzkumu nejstarších galaxií, které můžeme detekovat, nevidíme příliš mnoho eliptikálů. Většina z těchto galaxií jsou místo toho kvasary - typ aktivní galaxie.

Někteří fyzici teoretizovali, že ve středu každé galaxie, téměř bez ohledu na typ, leží a supermasivní černá díra. Naše Mléčná dráha určitě jednu má, a my jsme je pozorovali v mnoha dalších. I když je to poněkud obtížné dokázat, dokonce i v galaxiích, kde přímo nevidíme černou díru, to nutně neznamená, že tam není. Je pravděpodobné, že tyto gravitační monstra obsahují přinejmenším všechny (nelehké) eliptické (a spirálové) galaxie, které pozorujeme.

Astronomové také v současné době studují tyto galaxie, aby zjistili, jaký vliv má existence černé díry na jejich minulé rychlosti formování hvězd.

Upravil Carolyn Collins Petersen