วิวัฒนาการกาแลคซีคืออะไร?

Send

ในคืนที่อากาศแจ่มใสคุณสามารถสร้างวงดนตรีของทางช้างเผือกในท้องฟ้ายามค่ำคืน นักดาราศาสตร์มองดูด้วยความหวาดกลัวอย่างช้าๆมาถึงการตระหนักว่าดวงอาทิตย์ของเราเป็นเพียงหนึ่งในพันล้านดวงดาวในกาแลคซี เมื่อเวลาผ่านไปเมื่อเครื่องมือและวิธีการของเราพัฒนาขึ้นเราก็ตระหนักว่าทางช้างเผือกนั้นเป็นเพียงหนึ่งในกาแลคซีหลายพันล้านแห่งที่ประกอบเป็นจักรวาล

ด้วยการค้นพบสัมพัทธภาพและความเร็วแสงเราก็เข้าใจเช่นกันว่าเมื่อเรามองผ่านอวกาศเราก็มองย้อนเวลากลับไป ด้วยการเห็นวัตถุห่างออกไป 1 พันล้านปีแสงเราก็เห็นว่าวัตถุนั้นมองไปเมื่อ 1 พันล้านปีก่อน เอฟเฟกต์ "ไทม์แมชชีน" นี้อนุญาตให้นักดาราศาสตร์ศึกษาว่ากาแลคซีมาเป็นอย่างไร (เช่นวิวัฒนาการกาแลคซี)

กระบวนการที่กาแลคซีก่อตัวและวิวัฒนาการขึ้นมานั้นมีลักษณะการเติบโตที่มั่นคงตลอดเวลาซึ่งเริ่มต้นหลังจากบิกแบงไม่นาน กระบวนการนี้และชะตากรรมในที่สุดของกาแลคซียังคงเป็นเรื่องของความหลงใหลที่เข้มข้นและยังคงเต็มไปด้วยส่วนแบ่งของความลึกลับ

การก่อตัวกาแล็กซี่:

ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือสสารทั้งหมดในจักรวาลนั้นถูกสร้างขึ้นราว ๆ 13.8 พันล้านปีก่อนในช่วงเหตุการณ์ที่รู้จักกันในชื่อบิ๊กแบง ในเวลานี้สสารทั้งหมดถูกอัดเป็นลูกบอลขนาดเล็กมากที่มีความหนาแน่นไม่สิ้นสุดและความร้อนที่รุนแรงที่เรียกว่าภาวะเอกฐาน ทันใดนั้นภาวะเอกฐานเริ่มขยายตัวและจักรวาลที่เรารู้จักก็เริ่มขึ้น

หลังจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วและการระบายความร้อนสสารต่าง ๆ มีความสม่ำเสมอในการกระจาย ตลอดระยะเวลาหลายพันล้านปีที่ผ่านมาภูมิภาคที่หนาแน่นกว่าเล็กน้อยของเอกภพเริ่มที่จะดึงดูดซึ่งกันและกันด้วยแรงโน้มถ่วง พวกเขาเติบโตขึ้นอย่างหนาแน่นสร้างก้อนเมฆก๊าซและกลุ่มสสารขนาดใหญ่

กระจุกเหล่านี้กลายเป็นกาแลคซีแห่งแรกในขณะที่เมฆก๊าซไฮโดรเจนภายในกาแลคซีโปรโตได้รับการยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วงเพื่อกลายเป็นดาวดวงแรก วัตถุแรกเริ่มเหล่านี้บางชิ้นมีขนาดเล็กและกลายเป็นกาแลคซีแคระเล็ก ๆ ในขณะที่วัตถุอื่น ๆ มีขนาดใหญ่กว่ามากและกลายเป็นรูปร่างเกลียวที่คุ้นเคยเช่นทางช้างเผือกของเรา

การควบรวมกิจการ Galactic:

กาแลคซีเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกันในโครงสร้างกาแลคซีขนาดใหญ่ที่เรียกว่ากลุ่มกระจุกดาวและซูเปอร์คลัสเปอร์ เมื่อเวลาผ่านไปกาแลคซีก็ถูกดึงดูดโดยแรงดึงดูดของโลกและถูกชนเข้าด้วยกันเป็นชุดของการรวมตัว ผลลัพธ์ของการควบรวมเหล่านี้ขึ้นอยู่กับมวลของกาแลคซีในการชน

กาแลคซีขนาดเล็กนั้นถูกแยกออกจากกาแลคซีขนาดใหญ่และถูกเพิ่มเข้าไปในมวลของกาแลคซีขนาดใหญ่ ทางช้างเผือกของเราเองเพิ่งกลืนกินกาแลคซีแคระเพียงไม่กี่แห่งและเปลี่ยนพวกมันให้กลายเป็นลำธารของดาวที่โคจรรอบแกนกาแลคซี แต่เมื่อกาแลคซีขนาดใหญ่ที่มีขนาดใกล้เคียงกันรวมกันกลายเป็นกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นโครงสร้างเกลียวที่ละเอียดอ่อนจะสูญหายไปและกาแลคซีที่ถูกควบรวมจะใหญ่และเป็นวงรี กาแลคซีทรงกลมเป็นกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดที่เคยพบเห็น ผลที่ตามมาอีกประการของการควบรวมเหล่านี้คือหลุมดำมวลมหาศาล (SMBH) ที่ศูนย์กลางของมันยิ่งใหญ่ขึ้น

ไม่ใช่การควบรวมทั้งหมดที่จะส่งผลให้กาแลคซีรูปไข่คำนึงถึงคุณ แต่การควบรวมทั้งหมดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของกาแลคซีที่ถูกรวม ตัวอย่างเช่นมีความเชื่อกันว่าทางช้างเผือกกำลังประสบเหตุการณ์การควบรวมกิจการเล็กน้อยกับเมฆแมเจลแลนใกล้เคียง และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการพิจารณาแล้วว่ากาแลคซีแคระหลักของ Canis Major ได้รวมเข้ากับของเราเอง

ในขณะที่การควบรวมกิจการถูกมองว่าเป็นเหตุการณ์ที่รุนแรงการชนที่เกิดขึ้นจริงไม่คาดว่าจะเกิดขึ้นระหว่างระบบดาวเนื่องจากระยะห่างระหว่างดาวฤกษ์กว้างไกล อย่างไรก็ตามการรวมตัวกันอาจส่งผลให้เกิดคลื่นกระแทกความโน้มถ่วงซึ่งสามารถกระตุ้นการก่อตัวของดาวดวงใหม่ได้ นี่คือสิ่งที่คาดการณ์ไว้เมื่อกาแลคซีทางช้างเผือกของเรารวมกับกาแลคซีแอนโดรเมด้าในเวลาประมาณ 4 พันล้านปี

กาแลคซีความตาย:

ในท้ายที่สุดกาแลคซีก็หยุดก่อตัวดาวฤกษ์เมื่อพวกมันหมดแรงในการจัดหาก๊าซเย็นและฝุ่น เมื่อเสบียงหมดดาวก่อตัวช้าในช่วงระยะเวลาหลายพันล้านปีจนกระทั่งมันสิ้นสุดลงอย่างสิ้นเชิง อย่างไรก็ตามการควบรวมกิจการอย่างต่อเนื่องจะทำให้มั่นใจได้ว่ามีการสะสมดาวแก๊สและฝุ่นใหม่ ๆ ในกาแลคซีเก่า

ในปัจจุบันมีความเชื่อกันว่ากาแลคซีของเราใช้ไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดแล้วและการก่อตัวดาวฤกษ์จะชะลอตัวลงจนกว่าจะหมดอุปทาน ดาวอย่างดวงอาทิตย์ของเราสามารถอยู่ได้นานถึง 10 พันล้านปีเท่านั้น แต่ดาวแคระแดงที่เล็กที่สุดและเจ๋งที่สุดนั้นสามารถอยู่ได้ไม่กี่ล้านล้านปี อย่างไรก็ตามด้วยการปรากฏตัวของกาแลคซีแคระและการควบรวมกิจการอันใกล้ของเรากับแอนโดรเมด้ากาแลคซีของเราก็สามารถดำรงอยู่ได้นานขึ้น

อย่างไรก็ตามกาแลคซีทั้งหมดในบริเวณนี้ของจักรวาลในที่สุดจะกลายเป็นแรงดึงดูดซึ่งกันและกันและรวมเข้ากับกาแลคซีทรงกลมยักษ์ นักดาราศาสตร์ได้เห็นตัวอย่างของ“ กาแลคซีซากดึกดำบรรพ์” เหล่านี้ซึ่งก็คือ Messier 49 - กาแลคซีทรงวงรีมวลยวดยิ่ง

กาแลคซีเหล่านี้ใช้ก๊าซที่ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ทั้งหมดหมดแล้วและสิ่งที่เหลืออยู่นั้นเป็นดาวที่อยู่ได้นานกว่า ในที่สุดเมื่อเวลาผ่านไปนานดาวฤกษ์เหล่านั้นก็จะเปล่งแสงออกมาทีละดวงจนกระทั่งสิ่งทั้งปวงคืออุณหภูมิพื้นหลังของจักรวาล

หลังจากกาแลคซีของเรารวมตัวกับแอนโดรเมดาและรวมกับกาแลคซีใกล้เคียงอื่น ๆ ทั้งหมดในกลุ่มท้องถิ่นเราสามารถคาดหวังได้ว่ามันจะประสบชะตากรรมเดียวกัน ดังนั้นวิวัฒนาการกาแลคซีจึงเกิดขึ้นในช่วงหลายพันล้านปีและมันจะยังคงเกิดขึ้นต่อไปในอนาคตอันใกล้

เราได้เขียนบทความมากมายเกี่ยวกับกาแลคซีสำหรับนิตยสารอวกาศ นี่คือทางช้างเผือกคืออะไรรูปแบบทางช้างเผือกเกิดอะไรขึ้นเมื่อกาแลคซีชนกันอย่างไรจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อกาแลคซี่ตาย? สปินใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการกาแลคซีและซุปเปอร์คอมพิวเตอร์จะศึกษาวิวัฒนาการกาแลคซี

หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกาแลคซีตรวจสอบข่าวจาก Hubblesite ในกาแลคซี่และหน้าวิทยาศาสตร์ของนาซ่าบนกาแลกซี่

นอกจากนี้เรายังได้บันทึกเรื่องราวของนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับกาแลคซี - ตอนที่ 97: กาแลคซี่

แหล่งที่มา: