Spiralgalaxien

Spiralgalaxien gehören zu den schönsten und reichlichsten Galaxientypen im Kosmos. Wenn Künstler Galaxien zeichnen, sind Spiralen das, was sie zuerst visualisieren. Dies ist wahrscheinlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Milchstraße eine Spirale ist; wie ist die benachbarte Andromeda-Galaxie. Ihre Formen sind das Ergebnis langer galaktischer Evolutionsaktivitäten, an deren Verstehen die Astronomen noch immer arbeiten.

Eigenschaften von Spiralgalaxien

Spiralgalaxien zeichnen sich durch ihre ausladenden Arme aus, die sich spiralförmig aus dem zentralen Bereich erstrecken. Sie werden in Klassen eingeteilt, basierend darauf, wie eng die Arme gewickelt sind, wobei die engsten als Sa klassifiziert sind und diejenigen mit den lockersten Wunden als Sd.

Einige Spiralgalaxien haben einen "Balken", durch dessen Mitte sich die Spiralarme erstrecken. Diese werden als Barred-Spiralen klassifiziert und folgen demselben Unterklassifizierungsmodell wie "normale" Spiralgalaxien, mit Ausnahme der Bezeichner SBa - SBd. Unsere eigene Milchstraße ist eine vergitterte Spirale mit einem dicken "Kamm" aus Sternen, Gas und Staub, der durch den zentralen Kern fließt.

Einige Galaxien werden als S0 klassifiziert. Dies sind Galaxien, für die es unmöglich ist zu sagen, ob ein "Balken" vorhanden ist.

Viele Spiralgalaxien haben eine sogenannte galaktische Ausbuchtung. Dies ist ein Sphäroid voller Sterne, in dem sich ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet, das den Rest der Galaxie zusammenhält.

Von der Seite sehen Spiralen aus wie flache Scheiben mit zentralen Sphäroiden. Wir sehen viele Sterne und Wolken aus Gas und Staub. Sie enthalten jedoch auch noch etwas anderes: massive Halos aus dunkler Materie. Dieses mysteriöse "Zeug" ist für jedes Experiment, das versucht hat, es direkt zu beobachten, unsichtbar. Dunkle Materie spielt in Galaxien eine Rolle, die ebenfalls noch ermittelt wird. 

Sterntypen

Die Spiralarme dieser Galaxien sind mit vielen heißen, jungen blauen Sternen und noch mehr Gas und Staub (nach Masse) gefüllt. Tatsächlich ist unsere Sonne eine Art Kuriosität, wenn man bedenkt, welche Art von Unternehmen sie in dieser Region unterhält.

Innerhalb der zentralen Ausbuchtung von Spiralgalaxien mit lockereren Spiralarmen (Sc und Sd) ist die Population der Sterne derjenigen in den Spiralarmen sehr ähnlich, junge heiße blaue Sterne, jedoch in viel größerer Dichte.

In Verträgen haben Spiralgalaxien mit engeren Armen (Sa und Sb) meist alte, kühle, rote Sterne, die sehr wenig Metall enthalten.

Und während sich die überwiegende Mehrheit der Sterne in diesen Galaxien entweder in der Ebene der Spiralarme oder in der Ausbuchtung befindet, gibt es einen Heiligenschein um die Galaxie. Während diese Region von dunkler Materie dominiert wird, gibt es auch sehr alte Sterne, meist mit sehr geringer Metallizität, die in hochelliptischen Bahnen durch die Ebene der Galaxie kreisen.

Formation

Die Bildung von Spiralarmmerkmalen in Galaxien beruht hauptsächlich auf dem Gravitationseffekt von Material in der Galaxie, wenn Wellen durchlaufen. Dies setzt voraus, dass Pools mit größerer Massendichte langsamer werden und "Arme" bilden, wenn sich die Galaxie dreht. Wenn Gas und Staub durch diese Arme strömen, werden sie komprimiert, um neue Sterne zu bilden, und die Arme dehnen sich in der Massendichte weiter aus, was den Effekt verstärkt. Neuere Modelle haben versucht, dunkle Materie und andere Eigenschaften dieser Galaxien in eine komplexere Bildungstheorie einzubeziehen.

Supermassive Schwarze Löcher

Ein weiteres charakteristisches Merkmal von Spiralgalaxien ist das Vorhandensein von supermassiven Schwarzen Löchern in ihren Kernen. Es ist nicht bekannt, ob alle Spiralgalaxien einen dieser Giganten enthalten, aber es gibt zahlreiche indirekte Hinweise darauf, dass praktisch alle derartigen Galaxien diese Galaxien in der Ausbuchtung enthalten.

Dunkle Materie

Es handelte sich tatsächlich um Spiralgalaxien, die zunächst auf die Möglichkeit der Dunklen Materie hindeuteten. Die galaktische Rotation wird durch die Gravitationswechselwirkungen der in der Galaxie vorhandenen Massen bestimmt. Computersimulationen von Spiralgalaxien zeigten jedoch, dass sich die Rotationsgeschwindigkeiten von den beobachteten unterschieden.

Entweder war unser Verständnis der allgemeinen Relativitätstheorie fehlerhaft oder es war eine andere Masse vorhanden. Da die Relativitätstheorie auf praktisch allen Skalen getestet und verifiziert wurde, gab es bisher Widerstand dagegen, sie in Frage zu stellen.