Mάθημα 10

ΜΑΘΗΜΑ 10ο

Οι Γαλαξίες

1. Ο Γαλαξίας μας

• Αν παρατηρήσουμε προσεκτικά τον έναστρο ουρανό μια ασέληνη και ξάστερη νύχτα θα δούμε μια λευκή ζώνη με ασαφή όρια να τον διασχίζει.


• Με απλή φωτογραφική επεξεργασία μπορούμε να διακρίνουμε καλύτερα τη δομή αυτής της ζώνης.


• Οι αρχαίοι λαοί είχαν προβληματιστεί με αυτή την εικόνα και πολλοί μύθοι προέκυψαν στην προσπάθεια να δώσουν κάποια εξήγηση.


• Ο πιο χαρακτηριστικός από αυτούς τους μύθους (που δικαιολογεί και την ονομασία «Γαλαξίας» είναι ο εξής:

• Ο μύθος του Ηρακλή είναι γνωστός. Πατέρας του ήταν ο Δίας και μητέρα του η θνητή Αλκμήνη. Όπως ήταν αναμενόμενο, η επίσημη γυναίκα του Δία, η θεά Ήρα, δε συμπαθούσε καθόλου το μικρό Ηρακλή.

• Ο Ερμής (για να δώσει μεγαλύτερη δύναμη στον ημίθεο) εξαπάτησε την Ήρα ώστε να θηλάσει από το γάλα της ο μικρός Ηρακλής.

• Μόλις η Ήρα κατάλαβε την απάτη, έσπρωξε μακριά το βρέφος και τότε το γάλα της σκόρπισε στον ουρανό σχηματίζοντας αυτή τη γαλακτόχρωμη ζώνη.


• Ο μύθος απεικονίζεται σε διάφορους πίνακες ζωγραφικής, όπως αυτόν του του Giacopo Tintorreto (1580 μ.Χ.), ο οποίος βρίσκεται στην εθνική πινακοθήκη του Λονδίνου


• Και στον πίνακα του Peter Paul Rubens (Ισπανία)


• Οι Πυθαγόρειοι ονόμαζαν τον γαλαξία «οδό των ψυχών».

• Ο Πίνδαρος τον ονομάζει «Λιπαράν Οδόν».• Συχνά του δίνεται και η ονομασία «Ηριδανός ποταμός»• Οι Άγγλοι τον ονόμαζαν «δρόμο του Ιακώβ».


• Οι απαντήσεις στα ερωτήματα σχετικά με την προέλευση αυτής της γαλακτόχρωμης ζώνης, άρχισαν να δίνονται από την εποχή των πρώτων τηλεσκοπίων του Γαλιλαίου.

• Ο Γαλιλαίος επιβεβαίωσε την άποψη του Δημόκριτου, ότι η γαλαξιακή ζώνη αποτελείται από πολλούς συγκεντρωμένους αστέρες.


• Την άποψη αυτή είχε διατυπώσει για πρώτη φορά ο μεγάλος αρχαίος Έλληνας Φιλόσοφος Δημόκριτος (460-370 π.χ.).


• Η συμβολή των ιδεών του Δημόκριτου στην επιστήμη είναι τεράστια. Θεωρείται ως ο πατέρας της ατομικής θεωρίας. Ήταν ο πρώτος που είχε συλλάβει την έννοια του ατόμου.


• Ο πρώτος που μελέτησε συστηματικά τη δομή του γαλαξιακού δίσκου ήταν ο Ουίλιαμ Χέρσελ.

• Ήταν ο πρώτος που κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο Γαλαξίας μοιάζει με ένα τεράστιο δίσκο.


• Σήμερα γνωρίζουμε ότι ο γαλαξίας μας είναι μια τεράστια ομάδα από αστέρια, σκόνη και αέρια. Το σχήμα του μοιάζει πολύ με την εικόνα:


• Δομή του Γαλαξία


• Δομή του Γαλαξία– Κεντρική Περιοχή

• Ακτίνα 12.000 l.y.• Πάχος 10.000 l.y.

– Γαλαξιακός πυρήνας• Μεγάλη πυκνότητα Αστέρων

• Πιθανή ύπαρξη τεράστιας Μαύρης Τρύπας (μάζας 1.000.000 ηλιακές μάζες)

– Δίσκος• Διάμετρος 120.000 l.y. – Πάχος

1000 l.y.• Σπείρες

– Άλως• Ακτίνα 300.000 l.y.


• Ο Ήλιος μας βρίσκεται σε απόσταση 30.000 l.y. Από το κέντρο του Γαλαξία πάνω σε μια από τις σπείρες του.


• Κίνηση των μελών του Γαλαξία– Τα αντικείμενα που βρίσκονται στην άλω ακολουθούν

διαφορετικές τροχιές.– Τα αντικείμενα του γαλαξιακού δίσκου, ακολουθούν πιο

οργανωμένη κίνηση. – Ολόκληρος ο Δίσκος περιστρέφεται γύρω από το γαλαξιακό

κέντρο.– Η περιστροφή αυτή είναι διαφορική. (Συγκεκριμένα, η γωνιακή

ταχύτητα είναι μεγαλύτερη σε μεγαλύτερες αποστάσεις από το κέντρο).

2. Είδη Γαλαξιών

• Α. Ελλειπτικοί.


• Β. Σπειροειδείς.Κεντρική Περιοχή με Μορφή Ραβδιού


• Γ. Ανώμαλοι.


• Βασικές Διαφορές.

Ανώμαλες τροχιές.Ο δίσκος περιφέρεται γύρω από το κέντρο. Οι αστέρες στην άλω

τυχαία.

Τυχαίες τροχιές.Κινήσεις μελών

5%40%-50%40%-50%Κατανομή

Ζωηρή και αυξανόμενη

δημιουργία αστέρων.

Αυξανόμενη δημιουργία αστέρων

στις σπείρες.

Καμιά σημαντική δημιουργία τα

τελευταία 10 δισ. Χρόνια

Δημιουργία Αστέρων

Άφθονη σκόνη και αέρια.

Ο Δίσκος περιέχει μεγάλες ποσότητες. Η

άλως μικρότερες.

Πολύ λίγα ή και καθόλου

Αέρια και Σκόνη

Περιέχουν παλιούς και νέους αστέρες.

Ο Δίσκος περιέχει παλαιούς και νέους. Η άλως μόνο παλαιούς.

Περιέχουν μόνο παλαιούς αστέρες

Αστέρες

ΑνώμαλοιΣπειροειδείςΕλλειπτικοί

3. Ειδικού τύπου Γαλαξίες

• Οι Ραδιογαλαξίες– Εκπέμπουν το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας τους όχι στο

οπτικό φάσμα (όπως οι «κανονικοί γαλαξίες») αλλά στα ραδιοκύματα


• Οι Ραδιογαλαξίες– Συνήθως βρίσκονται σε τεράστιες αποστάσεις από τον δικό μας.


• Οι γαλαξίες Seyfert– Είναι κάτι μεταξύ των τυπικών γαλαξιών και των ραδιογαλαξιών.– Συνήθως έχουν έναν ιδιαίτερα ενεργό πυρήνα.


• Τα Κβάζαρς (Quasar)– Είναι τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα που έχουν

παρατηρηθεί μέχρι σήμερα (782 – 15.300 εκατομμύρια έτη φωτός).

– Μέγεθος μικρότερο από ένα τυπικό γαλαξία.– Εκπέμπουν όση ενέργεια εκπέμπουν 1000 γαλαξίες σαν το δικό

μας.

4. Αποστάσεις Γαλαξιών

• Ο διάσημος αστρονόμος Χαμπλ, υπολογίζοντας τις αποστάσεις και τις ταχύτητες αρκετών γαλαξιών, κατέληξε στο γνωστό νόμο του Χάμπλ:

• V = H * d• v: η ταχύτητα του γαλαξία,• d: η απόστασή του από τη Γη

• Η: μια σταθερά.

4. Αποστάσεις Γαλαξιών

• Ο νόμος του Χαμπλ ουσιαστικά μας λέει ότι όσο πιο μακριά είναι ένας γαλαξίας τόσο γρηγορότερα απομακρύνεται!

• V = H * d

5. Σμήνη Γαλαξιών

• Σε μερικές περιπτώσεις αρκετοί γαλαξίες μαζί συγκεντρώνονται δημιουργώντας τα λεγόμενα σμήνη.

6. Συγκρούσεις Γαλαξιών

• Ένα από τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα στο σύμπαν είναι η «σύγκρουση» δύο γαλαξιών.

• Με τον όρο σύγκρουση γαλαξιών δεν πρέπει να φανταζόμαστε ένα φαινόμενο παρόμοιο με τη σύγκρουση δύο πλανητών π.χ.

• Ας μην ξεχνάμε ότι ένας γαλαξίας αποτελείται από αστέρια, τα οποία έχουν τεράστιες αποστάσεις μεταξύ τους.


• Έτσι όταν δύο γαλαξίες συγκρούονται, ουσιαστικά περνάει ο ένας μέσα από τον άλλο.

• Αυτό το πέρασμα όμως έχει σημαντική επίδραση στη δομή των γαλαξιών και στη κίνηση των αστέρων τους.


• Αυτή η διαδικασία κρατάει βέβαια εκατομμύρια χρόνια.

7. Εξέλιξη Γαλαξιών

• Μελετώντας απομακρυσμένους γαλαξίες από τη Γη, μπορούμε να πάρουμε μια ιδέα για την εξέλιξη των γαλαξιών.

8. Σκοτεινή Ύλη

• Ο υπολογισμός της μάζας της ύλης του Σύμπαντος, όπως προκύπτει από τα δεδομένα των κινήσεων των γαλαξιών, έδειξε ότι είναι πολύ μεγαλύτερη από την παρατηρούμενη συνολικά.

• Αυτό οδήγησε τους επιστήμονες στην υπόθεση ότι υπάρχει ένα μεγάλο μέρος ύλης στο σύμπαν, η οποία δεν φαίνεται. Η ύλη αυτή μπορεί να είναι πλανήτες, ή πολύ αμυδροί αστέρες, ή ακόμα και μια τεράστια μάζα από υποατομικά σωματίδια.

• Συνολικά πιστεύεται ότι αυτή η μάζα αποτελεί το 90% της συνολικής μάζας του σύμπαντος.

Mάθημα 10

Education