אם תתבקשו לצייר גלקסיה, כנראה שתציירו צורת ספירלה כמו זו שבתמונה. כשזה מגיע למשיכת תשומת הלב שלנו, לגלקסיות ספירליות יש יתרונות גדולים - ראשית, רוב האנשים מחשיבים אותן יפות במיוחד. הן גם בהירות יותר, עם יותר כוכבים צעירים, כך שאם לא נתבונן ממש מקרוב נראה יותר מהם. יתר על כן, אחת מהן היא הבית שלנו, מה שיוצר הטיה טבעית.
עם זאת, לא כל הגלקסיות הן ספירליות, ואפילו אלו שכן מופיעות בשני סוגים עיקריים. אז למה לגלקסיות יש את הצורה המפוארת הזו, בעוד שלאחרות לא? יש עדיין מעט אי ודאות לגבי השאלה הזו, אבל נראה שסט אחד של הסברים מצליח לנצח.
לגלקסיות ספירליות יש כמה תכונות משותפות. כולן שטוחות למדי, כאשר הגוף העיקרי של הכוכבים רחב פי כמה מעוביה. יש להן בליטה מרכזית עמוסה בכוכבים שמתנשאת הרחק מעל (ומתחת) הדיסק. לגלקסיות ספירליות יש בדרך כלל הילה, שאם תיחשב כסימון גבולותיהן, היא תהפוך אותן לכמעט כדוריות. עם זאת, הכוכבים כה דלילים בהילה שאנחנו בקושי שמים לב אליה, אפילו כשמסתכלים על ספירלה מהצד.
למרות כל תשומת הלב שהוקדשה להן, הסיבות למבנה הספירלי אינן מובנות במלואן. חלקית, זה מייצג אשליה. יש הרבה התרחשות בין הזרועות הספירליות, אבל מכיוון שיצירת הכוכבים היא האינטנסיבית ביותר בתוך הזרועות, הן מציגות הרבה כוכבים צעירים לוהטים. זה גורם לזרועות לבלוט יותר מאשר אם היינו רואים רק צפיפות של חומר.
לגלקסיות ספירליות יש בדרך כלל ליבות עתיקות יותר מהזרועות שלהן (למרות שקיימות חריגות), מה שמרמז על הליבה שנוצרה תחילה, ולאחר מכן משכה את החומר שהפך לזרועות. ספירלות גדולות כמו שביל החלב נוצרות על ידי קניבליזציה של גלקסיות קטנות יותר שמתקרבות מדי. חלק מהגלקסיות הספירליות מסווגות לפי מידת הקרבה של זרועותיהן, אך ניתן גם לחלק אותן לפי מספר הזרועות, המשתנה.
באופן מפתיע, בהתחשב בחשיבותן ליקום ולעצמנו, איננו מבינים לגמרי מה גורם להיווצרות גלקסיות ספירליות. אכן, היינו מצפים שהזרועות יתלכדו בחוזקה סביב הליבה בטווחי זמן קצרים בהרבה ממשך החיים של הספירלות שאנו מכירים הכי טוב. החומר האפל מסביר חלק ממה שאנו רואים, אבל לא הכל. הכי קל להסביר את היבט הדיסק של גלקסיות ספירליות, מכיוון שאנו רואים משהו דומה בדיסקות הקדם-פלנטריות סביב כוכבים צעירים. זה תוצר של אינטראקציות הכבידה בין חלקיקים מסתובבים.
הזרועות הספירליות זה קשה יותר. ההסבר הפופולרי ביותר נקרא "תיאוריית גל הצפיפות" ("Density wave theory"). זה מצביע על כך שכוכבים ואבק אינם חלק מהזרועות באופן קבוע. במקום זאת, גלי צפיפות נעים דרך הגלקסיה, מושכים חומר יחד כשפסגה חולפת ומפזרים אותו לאחר מכן. כשם שחלקיק מים לא תמיד יהיה בפסגה של גל, כוכבים נעים פנימה והחוצה מהזרועות כשהגל מושך אותם פנימה ודוחף אותם החוצה. הסיבה המלאה לגלי הצפיפות הללו אינה ידועה, אבל גלקסיות שנמשכות מצורה מעגלית על ידי כוח המשיכה של אחרים יכול להיות טריגר אחד. כמו כן קיים חשד לשדות מגנטיים.
אולי החלוקה העיקרית בין הגלקסיות הספירליות היא בין אלו (כולל שלנו) עם מוט מרכזי ייחודי לאלו שאין להן. מוטות הופכים נפוצים יותר ככל שמתקרבים אלינו בחלל, ולכן בזמן, מה שמרמז שהם הופכים תכופים יותר. כמו צורות הספירלה עצמן, המוטות נחשבים כתוצר של גלי צפיפות, במקרה זה מקרינים החוצה מהמרכז הגלקטי במקום להסתובב סביבו.
גלקסיות אליפטיות מייצגות את הצורה הייחודית האחרת, וכוללות את הגלקסיות הגדולות ביותר. אנשים בחלקים מסוימים של העולם עשויים לזהות את הצורה כדומה לזו של כדור רוגבי. האמריקנים אולי יעדיפו לחשוב על פוטבול מנופח חלקית שקצהו נדחף במידת מה.
אדווין האבל, שיצר לראשונה את קטגוריות הגלקסיות בהן אנו משתמשים (עם התאמה מסוימת) כיום, האמין שגלקסיות אליפטיות מייצגות מעין ביצה קוסמית שממנה נוצרו גלקסיות ספירליות, אך זה נדחה מאז. במקום זאת, גלקסיות אליפטיות מורכבות בדרך כלל מכוכבים עתיקים בהרבה מגלקסיות ספירליות, לאחר שבמידה רבה הפסיקו ליצור כוכבים. ישנן עדויות שהסילונים המיוצרים על ידי החורים השחורים העל-מאסיביים בלב האליפטיקליות משבשים את הגז שבגלקסיות אחרות עשוי ליצור כוכבים.
אפילו בגלקסיות ספירליות, חלק מהכוכבים נעים בכיוונים שאינם עולים בקנה אחד עם שכניהם. אף על פי כן, חלק הארי של כוכבי הגלקסיה הספירלית מסתובבים בצורה מסודרת. בגלקסיות אליפטיות, חושבים שהכוכבים נודדים באופן אקראי הרבה יותר, ומערערים את הצורה המלוכדת.
נהוג לחשוב שגלקסיות אליפטיות הן תוצר של התנגשות גלקסיות. זה מסביר את גילן, וחוסר מבנה ברור. עם זאת, אנו יודעים ששביל החלב עשויה מגלקסיות רבות, אך הוא שמר על צורתו. אליפטיקליות נפוצות ביותר בקרבת מרכז צבירי גלקסיות, המקומות שבהם סביר להניח שהמפגשים בין הגלקסיות יהיו התכופים והאלימים ביותר. למרות כל מה שעבר על שביל החלב, סביר להניח שהאליפטיקליות התמודדו עם מפגשים דרסטיים יותר עם אחרות.
גלקסיות רבות אינן נכללות באף אחת מהקטגוריות הללו, ואין להן דפוס עקבי לצורות שלהן. אלו הן הקלות ביותר להסבר, שכן מפגש עם כוח משבש גדול - כמו כוח המשיכה של גלקסיה גדולה יותר - יכול לשבש צורה קבועה ולהשאיר בלאגן מאחור. בסופו של דבר, הגלקסיה עשויה להשתנות, אבל זה יכול לקחת כל כך הרבה זמן עד שבמשך חלק גדול מחייה, גלקסיה תהיה לא סדירה, במיוחד אחת קטנה יותר שפגיעה לבריונים קוסמיים גדולים יותר.
.
רוב מה שאנחנו יודעים על צורות גלקסיות מגיע מגלקסיות סמוכות מכיוון שקל יותר לחקור אותן. זה אומר שאנחנו לא מסתכלים רחוק אחורה בזמן, אז הגלקסיות האלה די דומות לגיל של שלנו. עם זאת, טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) אפשר לנו לראות כמה גלקסיות מהתקופה שבה היקום היה הרבה יותר צעיר, והצורות נראות שונות באופן משמעותי.
דו"ח שפורסם לאחרונה חשף צורות שאסטרונומים השוו לציוד ספורט, מכדורים כמעט כדוריים ועד לאלו בצורת פריסבי, גלשנים ומצופי בריכה. מה קרה לגלקסיות האלה כשהן הזדקנו, אנחנו לא יודעים. עם זאת, בהינתן כי אובייקטים עם צורות אלה נדירים ביקום המקומי, נראה הימור הוגן שהן הופכות בהדרגה לאחת הצורות שאנו רואים קרוב יותר.
מקורות:
Komentar