A Galaxisok Tipusai

A Világegyetemben óriási számban léteznek Tejútrendszerünkhöz többé-kevésbé hasonló galaxisok, ezeket nevezzük extragalaxisoknak. Ebbe az osztályba tartozik minden olyan Tejútrendszerünkön kívüli objektum, amely csillagokat tartalmaz. A galaxisokat jellemzoik alapján három fo csoportba sorolhatjuk: elliptikus, spirális és szabálytalan galaxisok csoportjába. Ezek elofordulási arányát nehéz meghatározni, amennyiben a Lokális Halmaz eloszlását vizsgáljuk, akkor 49% elliptikus, 10% spirális és 41% szabálytalan galaxist találunk, valószínuleg ehhez hasonló eloszlás érvényes a Világegyetem más részeire is. (A 49% elliptikus galaxis foleg kisméretu, törpe elliptikust takar.) A galaxisok tömege rendkívül széles skálán változik, néhány százezer, millió naptömegtol 1013 naptömegig terjed (vagy még tovább), természetesen a galaxisok többsége a kisebbek közé tartozik. Ezeket nevezzük törpegalaxisoknak, csillagtartalmukkal egy nagyobb gömbhalmaz is felveheti a versenyt. (Méretük azonban legalább tízszer akkora, mint egy ugyanannyi csillagot számláló gömbhalmazé.) A szabálytalan galaxisok kistömeguek, az elliptikusok között akadnak kis- és rendkívül nagy tömeguek, a spirálisok szinte mindig nagytömeguek. A legutóbbi kutatások eredményei szerint sok galaxist hatalmas, láthatatlan anyagból álló korona övez, amelynek tömege többszöröse a galaxis látható tartománya által képviselt tömegnek.

Az elliptikus galaxisok, mint ahogyan azt elnevezésük is mutatja, elliptikus alakkal rendelkeznek. Megjelenésük a gömb formától egészen a lapos lencse alakig terjed (E0-E7). Széles tömegskálát képviselnek, többségük törpe elliptikus, ezek tömege csak néhány millió naptömeg, míg az óriás elliptikusok a 1013 naptömeget is elérhetik. (Ez utóbbiak gyakran nagy galaxishalmazok centrumában találhatók, és a környezetükben lévo kisebb galaxisok bekebelezésével folyamatosan növekednek.) Felületi fényességük és anyagsuruségük egyenletesen csökken a centrumtól a kifelé haladva, nem rendelkeznek a spirálisokra jellemzo határozott körvonalú maggal. Fontos jellemzojük az általános vörös szín, mely a bennük található sárgás, vöröses csillagok boségébol, illetve a kékes, fehéres csillagok hiányából ered. (A kékes, fehéres csillagok nagytömeguek, rövid életuek - ezért jelenlétük folyamatos csillagkeletkezésre utal. Sárgás, vöröses színárnyalattal pedig a kistömegu, hosszú életu csillagok rendelkeznek.) Az elliptikus galaxisok csillagai tehát idos objektumok, napjainkban már alig keletkeznek bennük csillagok. Ezt támasztja alá az a tény is, hogy rendkívül kevés csillagközi anyagot tartalmaznak. Az elliptikus galaxisok alakja globális forgó mozgásra utal, ez azonban csak látszat. A bennük található csillagok mozgásában ugyanis általában nincsen kitüntetett irány - azaz kaotikusan, "össze-vissza" keringenek a centrum körül. A legújabb megfigyelések további érdekességgel szolgáltak: kiderült néhány elliptikusról, hogy alakjuk nem is forgási, hanem háromtengelyu ellipszoid.

A spirális galaxisokra a központi mag, valamint az ezt övezo korong és az abban található spirálkarok a jellemzoek. Alakjuk erosen lapult, látható anyaguk legnagyobb része korongjukban található. Tömegük és méretük nem változik olyan széles skálán, mint az elliptikusoké. A korong (fosík) képviseli a galaxisok forgássíkját, mely jelentos impulzussal, perdülettel rendelkezik. Csillagtartalmuk alapján két fo alrendszert lehet megkülönböztetni bennük.

A korongot övezo közel gömb alakú ritka haloban és a korong közepén elhelyezkedo magban foleg vöröses csillagok vannak. Itt a csillagkeletkezés fo szakasza már rég lezajlott - ebben az elliptikusokra hasonlítanak. A korongban ezzel ellentétben sok fiatal csillag található, és jelentos mennyiségu csillagközi anyag - itt napjainkban is folyik a csillagkeletkezés. Két fo altípusukat érdemes megkülönböztetni. A normál spirálisoknál (S) a karok feltekeredése a mag környékén kezdodik. A horgas vagy küllos spirálisoknál (Sb) a karok egy darabig egyenesen, radiálisan haladnak kifelé, és csak késobb kezdenek el felcsavarodni. (A spirálisok közül kb. 20% horgas spirális.) Ezeken belül is megkülönböztetünk "jobban" illetve "kevésbé" feltekeredett spirálkarokkal rendelkezo galaxisokat (Sa, Sb, Sc illetve SBa, SBb, SBc). A szorosabb spirálkarokkal rendelkezok általában kevesebb, a lazább, nyíltabb spirálkarokkal rendelkezok több csillagközi anyagot tartalmaznak. A spirális galaxisok dinamikájáról az utóbbi években érdekes ismereteket szereztünk. Amennyiben megmérjük a galaxisok csillagainak keringési sebességét a centrumtól kifelé haladva, azt találjuk, hogy a korong külso részében a sebesség csökkenése helyett annak állandóvá válása, idonként pedig növekedése tapasztalható. Ha ezek a galaxisok csak annyi tömeget tartalmaznának, mint amennyit bennük közvetlenül meg tudunk figyelni, akkor a külso részeknek a nagy keringési sebesség miatt már régen széjjel kellett volna repülniük. Így azt kell feltételeznünk, hogy jelentos mennyiségu láthatatlan tömeggel rendelkeznek, és ennek gravitációs tere készteti gyorsabb keringésre a csillagokat, valamint tartja meg oket pályájukon. Az ilyen láthatatlan anyag tömege kb. 10-szerese a láthatónak, és egy hatalmas korona formájában övezheti a galaxist.

A lentikuláris (S0) galaxisok az elliptikus és spirális rendszerek között átmenetet alkotnak. Koronggal és központi maggal rendelkeznek, magjuk viszont általában nagyobb korongjukhoz képest, mint a spirálisoknál. Korongjukban nincsenek felcsavarodott spirálkarok. Színük, csillagtartalmuk az elliptikusokéra emlékeztet, a csillagkeletkezés fo szakasza már jó ideje lezajlott bennük, többségük kevés csillagközi anyagot tartalmaz. Forgássíkjuk egybeesik korongjukkal, ebben a spirálisokra hasonlítanak.

Szabálytalan galaxisok (Irr) azok az objektumok, melyek nem rendelkeznek szimmetrikus felépítéssel. Méretük kicsi, tömegük általában 10 milliárd naptömeg alatti. Többnyire sok csillagközi anyagot tartalmaznak, gyakran még a spirálisoknál is többet, látható anyaguk 10-20%-át intersztelláris anyag alkothatja. Külön csoportként említhetok meg a szabálytalanokon belül a kék kompakt galaxisok, amelyek különálló II területekre, ionizált gázfelhokre emlékeztetnek. Ezek aktív csillagkeletkezés színhelyei, sok fiatal, nagytömegu csillag alakítja ki színüket. Általában kisméretuek, tömegük néhány százmillió naptömeg, átmérojük néhány ezer fényév. Anyaguk csak néhány százmillió évig képes "táplálni" a heves csillagkeletkezést. A szabálytalan galaxisok eredete nem ismert, nagyrészük galaxisok közötti kölcsönhatások során leszakadt, kidobott anyagtömeg lehet.

A galaxisok típusa és csillagtartalma között - mint ahogyan az a fentiekbol kiderült - összefüggést lehet felfedezni. Az elliptikusokban már rég lezajlott a csillagkeletkezés fo szakasza, a spirálisokban jelenleg is sok csillag keletkezik, és némelyik szabálytalan galaxis még a spirálisoknál is több csillagközi anyagot tartalmaz. Mindazonáltal ezek nem egy fejlodési folyamat különbözo állomásait képviselik - az eltéro galaxistípusok valószínuleg más-más folyamatok révén és eltéro körülmények között jöttek létre. (Kivételes esetekben azért megváltozhat egy galaxis típusa. Ilyen eseményre kerülhet sor például, amikor két spirálgalaxis összeütközésével anyaguk összekeveredik, és elliptikus rendszert alkotnak. A galaxisok kölcsönhatásakor anyagtömegek lökodhetnek ki, ezek apró szabálytalan galaxisokként élhetnek tovább.)

A galaxisok látványa, megjelenése könnyen félrevezethet bennünket. A jelenlegi kutatások szerint sok galaxisnál a látható anyag csak kis részét képviseli a teljes tömegnek, melynek nagyobb hányada láthatatlan formában van jelen. De gyakran a látható tartomány is megtévesztheti a szemlélodot. Ha egy spirális galaxisról készült felvételre pillantunk, két dolgot veszünk észre elsoként: a fényes magot, valamint a körülötte tekergo ugyancsak fényes spirálkarokat. Azt gondolhatnánk, hogy a korongban a csillagok nagy része a spirálkarokban található, míg az azokat elválasztó sötét térségekben csak elvétve akad egy-egy csillag - pedig a valóságban nem ez a helyzet. A spirálkarok közötti régiók közel ugyanannyi csillagot tartalmaznak, mint a karok fényes részei. A spirálkarok csupán azért feltunoek, mert a rendkívül nagy energiakibocsátású és fényességu csillagok többsége és a velük kapcsolatban lévo gázfelhok itt találhatók. Mint azt már a "Csillagok élete" címu fejezetben megállapítottuk, az ilyen objektumok mindössze 1-2%-át képviselik a csillagok teljes "nemzetségének". Miért csoportosulnak ezek az égitestek a spirálkarokban? Ennek oka egyszeru: a spirálkarokban kismértékben megno a csillagközi anyag surusége, és a körülmények kedveznek a csillagkeletkezésnek, ezért itt sok csillag alakul ki. A nagyobb tömegu és energiasugárzású objektumok élettartama azonban rövid, így leélik életüket, mielott még messze jutnának a spirálkartól - azaz csak szülohelyük közelében tündökölhetnek.

A galaxis szó hallatán többnyire olyan hatalmas objektumok jutnak eszünkbe, mint például az Androméda-galaxis. Suru magot, kavargó spirálkarokat, óriási csillagközi felhoket és szinte megszámlálhatatlanul sok csillagot képzelünk magunk elé. A galaxisok többsége azonban sokkal kevésbé látványos objektum. A Lokális Halmaznak 33 tagja van (l. az alábbiakban), ezek közül a legnagyobb tömegu az Androméda-galaxis és a Tejútrendszer. A halmaz összes többi galaxisa kisebb, ezek közül sok az elobbi kettonek a kíséroje. A mi kísérogalaxisaink közül a Magellán-felhok a legismertebbek, de még ezek sem mondhatók tipikus objektumoknak. A Tejútrendszer átlagos kíséroi a kisméretu törpegalaxisok, elliptikus és szabálytalan törpe csillagvárosok. Ezek mindössze néhány millió csillagot tartalmazó rendszerek, csillagtartalmukkal egy nagyobb gömbhalmaz is felveheti a versenyt.

A galaxisok nagyrészét ilyen törpék alkothatják, mennyiségük körülbelül egy nagyságrenddel haladja meg a miénkhez hasonló méretu galaxisok számát. Természetesen annak ellenére, hogy számuk hatalmas, az általuk birtokolt tömeg kicsi.

Tejútrendszerünk tehát tekintélyes galaxis, azonban azt sem szabadhinni, hogy rendkívüli objektum lenne. Akárcsak a csillagok esetében, ha messzebbre tekintünk, itt is észrevehetjük, hogy hozzánk hasonló méretu galaxisokból még sokmillió van szétszórva a Világegyetem általunk megfigyelt részében. Sot olyanok is akadnak, melyek tömege jócskán felül is múlja a mienkét. Amikor egy távoli galaxishalmazról készült felvételt nézünk, jusson mindig eszünkben, hogy csak a legfényesebb galaxisok hagytak nyomot fotólemezeinken. A halványabbak, melyek száma nagyobb, egyáltalán nem látszanak. Ugyanígy a felvételeken általában csak a fényesebb belso része látható a galaxisoknak. Az utóbbi évek kutatásai egy még érdekesebb ismerettel szolgáltak: nemcsak a kis galaxisok között találunk halványan pislákolókat, hanem a nagyobbak, a Tejútrendszerünkkel megegyezo méretuek között is. Ezeket Kis Felületi Fényességu (Low Surface Brightness) galaxisoknak nevezik, minden típusban elofordulnak. Olyan objektumok lehetnek, amelyekben valamilyen okból kifolyólag rendkívül gyenge a csillagkeletkezés.