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Fragen Sie Ethan Nr. 62: Die größte Spiralgalaxie

Im Universum gibt es Galaxien von unwirklicher Größe, die tausendmal größer sind als unsere. Aber unter ihnen gibt es keine einzige Spirale!


Manchmal sitze ich alleine unter den Sternen
und denke an die Galaxien in meinem Herzen
und frage mich, ob jemand
alles lohnenswert machen möchte .
Ich will.
- Testy MacTesterson

Wenn Sie den Nachthimmel vom dunklen Bereich aus mit bloßem Auge betrachten, können Sie Sterne, Planeten und sogar dunkle Cluster und Nebel sehen. Wenn Sie jedoch einen wirklich dunklen mondlosen Himmel finden, dominiert ein Objekt alle anderen in Umfang und Umfang: die große Milchstraße!



Dies ist die Ebene unserer Galaxie, die von unserem Standpunkt aus von innen vom Rand aus sichtbar ist. Es ist riesig, enthält Hunderte von Milliarden Sternen und hat einen Durchmesser von über 100.000 Lichtjahren. Aber was ist mit größeren Galaxien? Es ist unwahrscheinlich, dass unsere so hervorragend ist? Und zu diesem Thema stellte der Leser Doug Wats diese Woche eine Frage:

Warum gibt es keine wirklich großen Galaxien? Gibt es irgendwelche Einschränkungen, die verhindern, dass Spiralgalaxien mehr als tausend- oder zehntausendmal größer werden als die Milchstraße oder Andromeda?

Es stellt sich heraus, dass die Milchstraße weit entfernt von der größten Spiralgalaxie ist. Wie Andromeda, die größte Galaxie in unserem Himmel in Winkelgröße.



Natürlich sieht Andromeda aufgrund einer Kombination aus zwei Faktoren so groß in unserem Himmel aus:

Es ist wirklich groß! Es enthält ungefähr eine Billion Sterne - das sind 3-5 mal mehr als unsere und sein Durchmesser ist mehr als das Zweifache des Durchmessers unserer Galaxie - es sind 220.000 Lichtjahre. Dies ist die größte Galaxie in unserer lokalen Gruppe,
sie liegt in unserer Nähe! Nur 2,54 Millionen Lichtjahre entfernt - dies ist die größte Galaxie, die uns am nächsten liegt. Die

lokale Gruppe wird nicht umsonst so genannt - alles, was in sie eindringt, ist gravitativ mit uns verbunden. Nach mehreren Milliarden Jahren werden Andromeda, die Milchstraße, die Dreieckgalaxie und alle anderen kleinen Galaxien zu einer einzigen riesigen Galaxie verschmelzen.

Und der Typ dieser Galaxie, ob Sie es glauben oder nicht, enthält die Antwort auf die Frage eines Lesers.



Das Ergebnis ist keine Spiralgalaxie, die unserer überlegen ist, sondern eine riesige Ellipse! Bevor wir die Ursachen dieses Phänomens diskutieren, erinnern wir uns daran, dass wir uns hier mit Wissenschaft befassen und die Betrachtung einiger isolierter Beispiele nicht ausreichen wird. Wenn wir richtig berechnen müssen, was mit dem Universum geschehen wird, müssen wir den gesamten Satz beobachteter Tatsachen berücksichtigen und daraus Schlussfolgerungen ziehen.

Wenn wir alle Galaxien des Universums betrachten - und die größte auswählen - was werden wir sehen?



Hier ist ein interessantes Beispiel für Sie: Auf diesem Bild befinden sich mehrere Galaxien, von denen eine mit der Milchstraße vergleichbar ist. Dies ist die Spirale auf der rechten Seite - IC 4970, die durch Gravitation mit seinem riesigen Nachbarn interagiert.

Aber die riesige Galaxie aus diesem Bild, die zwei riesige Ärmel hat, erstreckt sich noch weiter als das Bild zeigt. Dank des vom Raumschiff GALEX beobachteten ultravioletten Lichts wissen wir, dass diese Galaxie in Bezug auf die physikalischen Dimensionen die größte Spiralgalaxie aller offenen Galaxien ist.



Dies ist die Galaxie NGC 6872 mit einem Durchmesser von 522.000 Lichtjahren. Vielleicht gibt es größere Spiralen, aber wir haben diese gefunden, da sie nur 200 Millionen Lichtjahre von uns entfernt ist. Es ist jedoch viel massiver als die Milchstraße Andromeda und sogar ihre Kombination - es ist viel größer, und nach unseren Vorstellungen kann sich kaum eine größere Spirale bilden.

Aber es gibt noch mehr Galaxien - sie sind alle nur elliptisch!



Selbst wenn wir den Virgo-Cluster, den nächsten großen Galaxienhaufen, untersucht haben, werden wir eine große Galaxie Messier 87 mit einem Durchmesser von einer Million Lichtjahren finden, die Billionen von Sternen und eine Masse enthält, die unsere um das 200-fache übersteigt.



Die Galaxie im obigen Bild ist IC 1101, die größte im Universum gefundene Galaxie. Es befindet sich in einer Entfernung von 1,07 Milliarden Lichtjahren, enthält 100 Billionen Sterne (1000-mal mehr als die Milchstraße), seine Masse beträgt 10 15 Sonnenjahre und einen Durchmesser von 5-6 Millionen Lichtjahren.

Wenn Sie es mit der größten der bekannten Spiralgalaxien vergleichen, stellt sich heraus, dass es:
  • fast 100 mal mehr Sterne
  • mehrere hundert mal mehr Masse
  • 10 mal der Durchmesser


Der Leser hat also Recht!



Im Universum kann man genügend Galaxien finden - normalerweise in den Zentren von Riesenhaufen - deren Masse hunderte und tausende Male größer ist als die Masse der Milchstraße, aber sie sind nicht alle spiralförmig. Zum Beispiel hat die riesige und helle Spirale unten rechts im Bild des Fornax-Clusters (oben) die gleiche physikalische Größe wie die größten Galaxien oben links, erreicht jedoch nicht einmal Andromeda in der Masse, und riesige elliptische Galaxien sind um ein Vielfaches größer als Andromeda in der Masse.

Warum verlieren Spiralgalaxien ab einer bestimmten Größe? Um dies zu verstehen, sehen wir uns eine Simulation der Entstehung einer Galaxie mit meiner Beschreibung der Entwicklungsstadien an:


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Dies beendet die Simulation und diesen Teil der Geschichte. Höchstwahrscheinlich haben sich auf diese Weise die Milchstraße, Andromeda und alle anderen Spiralgalaxien gebildet. Eine riesige Gaswolke brach aufgrund der Schwerkraft zusammen, verwandelte sich in einen Pfannkuchen und wirbelte herum. Dichtewellen, die aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Scheibe auftraten, erzeugten ein Spiralmuster, und dies blieb auch so, da kein einziges katastrophales Ereignis dagegen verstieß.

Aber auch der Prozess, durch den große Galaxien entstehen - die Verschmelzung von zwei oder mehr großen Galaxien - trägt zur Zerstörung der Spiralstruktur bei!



Dies ist im Grunde das, was wir beobachten: Isolierte Galaxien, die nie an der Fusion teilgenommen haben, haben eine Spiralform. Die an der Fusion beteiligten Galaxien sind sehr deformiert und enthalten große Mengen an sich bildenden Sternen. Und die Galaxien, die diesen Prozess kürzlich durchlaufen haben und in denen die aktive Sternentstehung bereits abgeschlossen ist, beruhigen sich und bilden eine elliptische Form.



Wenn wir wollten, dass zwei große Galaxien verschmelzen und eine Spirale bilden, müssten sie eine äußerst erfolgreiche Anfangskonfiguration aufweisen (was statistisch unwahrscheinlich ist), einschließlich der gewünschten Ausrichtung und Rotation. Und je mehr Fusionen großer Galaxien stattfinden, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass wir die Spiralstruktur zerstören und elliptisch bleiben.

Es gibt sogar mehrere Galaxien, die einer Mischung aus Spiralen und Ellipsen ähneln. Es wird angenommen, dass dies als Ergebnis einer „halbgroßen Verschmelzung“ aufgetreten ist, wenn eine große Galaxie in eine kleinere übergeht, was zu einer elliptischen Form führt, aber eine spiralförmige Form beibehält.



Deshalb sind die größten Spiralgalaxien im Universum nicht so groß, und je größer Galaxien die Fusion durchlaufen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie riesige elliptische, aber nicht spiralförmige Galaxien werden! Vielen Dank für die wundervolle Frage, Doug, und ich hoffe, die Antwort befriedigt Ihre Neugier. Senden Sie mir Ihre Fragen und Vorschläge zu den folgenden Artikeln.

Source: https://habr.com/ru/post/de395467/

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