Apakah galaksi berubah bentuk dan ukuran seiring waktu?

9

Galaksi datang dalam berbagai bentuk dan ukuran. Faktor-faktor apa yang menentukan bentuk dan ukuran galaksi, dan bagaimana ini bisa berubah seiring waktu?

SwiftPushkar
sumber

Jawaban:

15

Ukuran galaksi tergantung pada bagaimana materi itu didistribusikan di alam semesta awal, dan bagaimana ia runtuh karena gravitasinya sendiri untuk membentuk gumpalan materi (gelap) yang akan terbentuk oleh galaksi-galaksi.

Galaksi yang paling awal adalah tidak teratur, tetapi ketika materi jatuh ke arah mereka, dan mereka mengembangkan arah orbital yang konsisten, mereka terbentuk menjadi cakram. Gelombang gravitasi di cakram kemudian muncul sebagai lengan spiral. Galaksi besar yang secara aktif membentuk bintang cenderung memiliki struktur ini. Galaksi kecil mungkin tidak pernah mencapai titik pembentukan cakram dan tetap tidak teratur.

Saat galaksi bertabrakan dan berinteraksi, orbit bintang-bintang terganggu. Hasil dari penggabungan dua galaksi spiral besar seringkali adalah sebuah galaksi di mana bintang-bintang mengorbit ke segala arah, yang terlihat seperti galaksi elips. Pembentukan bintang di galaksi elips seringkali sangat rendah. Galaksi elips adalah bentuk galaksi yang paling berkembang.

Skala waktu evolusi ini lambat. Butuh miliaran tahun bagi galaksi untuk berevolusi dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Rincian proses pembentukan galaksi dan evolusi masih belum pasti. Sifat tepat dari materi gelap akan menjadi penting dalam memahami bagaimana galaksi terbentuk. Peran (jika ada) yang dimainkan lubang hitam dalam pembentukan galaksi tidak pasti.

James K
sumber
1
Jawaban yang bagus, dan bagus bahwa kami menulis jawaban yang cukup komplementer secara bersamaan :)
pela
@ James K -Baik jawaban terima kasih - Saya juga ingin tahu, apakah galaksi terbentuk di sekitar rumpun materi gelap atau di atasnya.
SwiftPushkar
2
Galaksi terbentuk di dalam gumpalan materi gelap. Materi dapat berinteraksi dengan dirinya sendiri, menghilangkan energi dan runtuh untuk membentuk cakram gas yang berputar, dari mana bintang terbentuk. (Gumpalan kecil yang lebih rapat mungkin terbentuk pertama dan kemudian bergabung untuk membuat cakram yang lebih besar.) Materi gelap tetap sebagai lingkaran halo kasar. abyss.uoregon.edu/~js/ast123/lectures/lec25.html
James K
1
Whoa, lengan spiral disebabkan oleh gelombang gravitasi? Apakah ada primer yang bagus tentang cara kerjanya di suatu tempat?
detly
1
Bukankah konservasi momentum sudut bertanggung jawab atas pembentukan bentuk disk?
Konsultasi Gratis
11

Iya tentu saja.

Galaksi tumbuh melalui pertambahan materi yang halus (baik yang gelap maupun baryon), dan melalui merger dengan galaksi lain. Penggabungan kecil (yaitu di mana satu galaksi jauh lebih besar dari galaksi lainnya) hanya mengganggu galaksi yang lebih kecil tanpa mengubah bentuk yang lebih besar (tetapi dapat meningkatkan laju pembentukan bintangnya untuk sementara waktu). Penggabungan besar, di mana galaksi-galaksi berukuran sebanding, dapat sepenuhnya "menghancurkan" galaksi. Jika galaksi yang menggabungkan adalah spiral, mereka kadang-kadang dapat mengendap menjadi galaksi spiral yang lebih besar, mungkin dengan tonjolan pusat yang ditingkatkan. Tetapi kadang-kadang, tergantung antara lain pada orientasi mereka sebelum penggabungan, mereka menjadi elips.

Sejak Semesta berkembang, galaksi lebih dekat bersama di masa lalu, dan dengan demikian sebagian besar pertumbuhan telah terjadi.

Galaksi kecil yang mengalami pembentukan bintang yang intens, mungkin meniup gas mereka karena umpan balik bintang, dengan cara ini menyingkirkan sebagian besar gas mereka dan dengan demikian de lipatan sedikit dalam ukuran dan "memadamkan" diri mereka sendiri.

Galaksi berasal dari gumpalan di sup primordial gas dan dark matter (dan radiasi) yang hampir mulus. Rumpun ini memiliki distribusi ukuran - fungsi massa halo - yang merupakan hukum kekuatan pada massa kecil dan dengan cut-off eksponensial pada massa besar. Dengan demikian, ukuran galaksi mengikuti distribusi yang sama.

z=0z=3

Gambar di sebelah kanan (dari simulasi kosmologis saya sendiri) menunjukkan berapa banyak bintang yang ada dalam lingkaran gelap materi (simulasi) dari massa yang diberikan. Anda dapat melihat bahwa itu mengikuti perkiraan kekuatan hukum, tetapi dengan cukup beberapa pencar.

HMF_Mstar

pela
sumber
Ungkapan baru dari pertanyaan itu memerlukan beberapa perumusan ulang jawaban, tetapi sayangnya saya tidak punya waktu untuk itu sekarang.
pela
Dalam 6.000 tahun terakhir, perbedaan apa di antara pengamatan yang memberikan bukti untuk pernyataan Anda?
Noctis Skytower
Saya tidak yakin saya mengerti pertanyaan Anda. Pernyataan mana yang Anda maksud? Dan mengapa 6000 tahun?
pela