የጋላክሲዎችን ቅርፅ የሚነኩ ምክንያቶች
ጋላክሲዎች በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ግዙፍ "ከተሞች" ሲሆኑ፣ ከቢሊዮን እስከ ትሪሊዮን የሚደርሱ ከዋክብትን፣ ጋዝን፣ የኢንተርስቴላር አቧራ እና የማይታይ ጨለማ ቁስን የያዙ ሲሆን ይህም በስበት ኃይል በኩል ኃይለኛ ተጽዕኖ ያሳድራል። የጋላክሲዎችን ፎቶዎች ብንመለከት፣ የተለያዩ ቅርጾች እንዳሏቸው እናያለን፡ አንዳንዶቹ በሚያምር ሁኔታ የተጠማዘዙ ዲስኮች (ስፒራል)፣ ሌሎች ደግሞ ክብ ወይም ሞላላ ይመስላሉ፤ ግልጽ የሆነ የክንድ መዋቅር (ኤሊፕቲካል) የሌላቸው፣ እና ሌሎች ደግሞ "የተዝረከረከ" (መደበኛ ያልሆነ) ይመስላሉ። ጥያቄው ጋላክሲዎች ለምን እንደዚህ አይነት የተለያዩ ቅርጾች አሏቸው የሚለው ነው? መልሱ በቢሊዮን ለሚቆጠሩ ዓመታት በሚንቀሳቀሱ የኮስሚክ ፊዚክስ ምክንያቶች ጥምረት ውስጥ ይገኛል። የጋላክሲ ቅርፅን የሚነኩ ዋና ዋና ምክንያቶች እነሆ ።
1. የስበት ኃይል እና አጠቃላይ ክብደት
የስበት ኃይል የጋላክሲዎች ዋና “አርክቴክት” ነው። አጠቃላይ ክብደት - የከዋክብት ፣ የጋዝ፣ የአቧራ እና የጨለማ ቁስ ጥምር ክብደት - አንድ ጋላክሲ ክፍሎቹን ምን ያህል በጥብቅ ማሰር እንደሚችል ይወስናል። በጣም ግዙፍ ጋላክሲዎች ጠንካራ የስበት ኃይል አላቸው፣ ይህም ውስጣዊ መዋቅራቸውን የበለጠ የተረጋጋ ያደርጉታል፣ ነገር ግን እንደ ሌሎች ጋላክሲዎች ውህደት ላሉ ዋና ዋና ክስተቶች የበለጠ ተጋላጭ ናቸው።
ክብደት የቁስ ጥግግትንም ይነካል። ቁስ መሃል ላይ ከተከማቸ፣ ጋላክሲው ጎልቶ የሚታይ ማዕከላዊ እብጠት ሊኖረው ይችላል። በተቃራኒው፣ የጅምላ ስርጭቱ በዋናነት በዲስክ ውስጥ ከሆነ፣ ክብ ቅርጽ ያለው ጋላክሲ በግልጽ የሚታዩ ክንዶች ያሉት "ቀጭን" ሊመስል ይችላል።
2. ጥቁር ቁስ እና የአሎ ቅርጽ
አብዛኛው የጋላክሲ ክብደት በእውነቱ በዙሪያው ባለው ጨለማ ቁስ ሃሎ ውስጥ ይገኛል። ብርሃን ባያመነጭም፣ ጨለማ ቁስ የጋላክሲውን ዝግመተ ለውጥ የሚመራ "የስበት ኃይል" ይፈጥራል። የጨለማ ቁስ ሃሎ ቅርፅ እና ክምችት ተጽዕኖ ያሳድራል፡
- ከማዕከሉ በተለያዩ ርቀቶች የከዋክብት እና የጋዝ የማሽከርከር ፍጥነት።
- የጋላክሲ ዲስክ መረጋጋት (በቀላሉ ክብ ቅርጽ ያላቸው ክንዶችን ቢፈጥርም ሆነ በቀላሉ ቢረበሽ)።
– በጋላክሲው መሃል ላይ የባር (የባር መዋቅር) የመኖር እድል።
የጨለማ ቁስ ሃሎ “ወፍራም” ወይም የበለጠ ያልተመጣጠነ ከሆነ፣ ጋላክሲው ከጠፈር ጎረቤቶቹ ጋር ሲገናኝ በቀላሉ ሊዛባ ይችላል።
3. የማዕዘን ሞመንተም እና ሽክርክሪት
በስፒራል እና በኤሊፕቲካል ጋላክሲዎች መካከል ካሉት በጣም አስፈላጊ ልዩነቶች አንዱ ሽክርክሪት ነው። በቀደመው አጽናፈ ዓለም ውስጥ ግዙፍ የጋዝ ደመናዎች በስበት ኃይል ሲወድቁ፣ ሁልጊዜ ማለት ይቻላል ትንሽ ሽክርክሪት (አንጓል ሞመንተም) ነበራቸው። ይህ ሽክርክሪት ደመናው ሲጨመቅ በፍጥነት እንደሚሽከረከር የበረዶ ሸርተቴ እጆቹን ወደ ውስጥ እየጎተተ እንደሚሄድ ሁሉ።
– ክብ ቅርጽ ያላቸው ጋላክሲዎች በአጠቃላይ ጠንካራ ሽክርክሪት ስላላቸው ቁሱ የዲስክ መዋቅር ይፈጥራል።
- ሞላላ ጋላክሲዎች በተለምዶ በሚሽከረከሩበት ጊዜ ሳይሆን በኮከቦቻቸው የዘፈቀደ እንቅስቃሴ ስለሚመሩ ቅርጻቸው እንደ ኳስ ወይም ሞላላ ቅርጽ የበለጠ "ያብለጨልጫል"።
የማዕዘን ሞመንተም መጠን እና በጋላክሲው ክፍሎች መካከል "የሚጋራበት" መንገድ ጋላክሲው መደበኛ ስፒራል ወይም ለስላሳ ኤሊፕቲካል መሆን አለመሆኑን ለመወሰን ቁልፍ ነገሮች ናቸው።
4. የጋዝ ይዘት እና የከዋክብት መፈጠር እንቅስቃሴ
ጋዝ ለኮከብ መፈጠር ጥሬ እቃ ነው። በጋዝ የበለፀጉ ጋላክሲዎች በተለምዶ ኮከቦችን በንቃት ይፈጥራሉ እና ብዙውን ጊዜ የተለያዩ የዲስክ አወቃቀሮች እና ጠመዝማዛ ክንዶች አሏቸው። ጠመዝማዛ ክንዶች በቀላሉ "የኮከብ መስመሮች" አይደሉም፣ ነገር ግን ጋዝን የሚጨምቁ እና አዳዲስ ኮከቦችን የሚፈጥሩ የመጭመቂያ ሞገዶች አካባቢዎች ናቸው።
በአንጻሩ ግን፣ ጋዝ የሌላቸው ጋላክሲዎች “የቆዩ” እና የበለጠ ተገብሮ ናቸው - የከዋክብት አፈጣጠራቸው ቀርፋፋ ወይም ቆሟል። ብዙ ሞላላ ጋላክሲዎች በዚህ ምድብ ውስጥ ይወድቃሉ፤ በአሮጌ፣ በቀይ ኮከቦች የተቆጣጠሩ እና ታዋቂ የሆኑ ክብ ክንዶችን ለመፍጠር የሚያስችል በቂ ቀዝቃዛ ጋዝ የላቸውም።
5. የጋላክሲዎች ግጭት እና ውህደት
የጋላክሲዎች መካከል ያለው መስተጋብር ብዙውን ጊዜ የጋላክሲዎችን ቅርፅ በእጅጉ የሚቀይር አስገራሚ ነገር ነው። በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ጋላክሲዎች ብቻቸውን እምብዛም አይኖሩም፤ ብዙዎቹ በክላስተሮች ወይም በቡድን ውስጥ ይገኛሉ፣ ይህም የመገናኘት ዕድላቸውን በጣም ከፍ ያደርገዋል።
- ትላልቅ ውህዶች (ተመሳሳይ መጠን ያላቸው ሁለት ጋላክሲዎች) የሽብልቅ ዲስክ አወቃቀሩን ሊያበላሹ እና ሞላላ ጋላክሲዎችን ሊያመነጩ ይችላሉ። እነዚህ ግጭቶች የከዋክብትን ምህዋር ያበላሻሉ፣ መደበኛ ሽክርክሪታቸውን ወደ የዘፈቀደ እንቅስቃሴ ይለውጣሉ።
- ትናንሽ ውህዶች (ትላልቅ ጋላክሲዎች ትናንሽ ጋላክሲዎችን "የሚበሉ") ዲስኩን ሊያወፍሩ፣ የከዋክብት ሃሎዎችን ሊፈጥሩ ወይም የባር እና ቀለበቶች መፈጠርን ሊያስጀምሩ ይችላሉ።
ውህደት ያጋጠማቸው ጋላክሲዎች ምልክቶች የማዕበል ጅራት፣ ያልተመጣጠነ ቅርጾች ወይም የተራዘሙ የከዋክብት ጅረቶችን ያካትታሉ።
6. የኮስሚክ አካባቢ፡ ክላስተሮች፣ ቡድኖች እና መስኮች
ጋላክሲ የሚኖርበት አካባቢ ቅርፁን በእጅጉ ይወስናል። ጥቅጥቅ ባሉ ክላስተሮች ውስጥ ያሉ ጋላክሲዎች ብዙውን ጊዜ ከትኩስ ኢንተርጋላክቲክ ጋዝ (intracluster medium) ግፊት ያጋጥማቸዋል። እንደ ራም-ግፊት ማስወገጃ ያሉ ሂደቶች በክላስተሩ ውስጥ ካሉ ፈጣን ከሚንቀሳቀሱ ጋላክሲዎች ጋዝን "ሊጠርጉ" ይችላሉ፣ ይህም ለኮከብ መፈጠር ጥሬ እቃዎችን ያስወግዳል። በዚህም ምክንያት ጋላክሲዎች ከንቁ ሰማያዊ ጠመዝማዛዎች ወደ ይበልጥ ተዘዋዋሪ ወደሆኑ ጋላክሲዎች ሊለወጡ ይችላሉ፣ እነዚህም ለስላሳ መልክ አላቸው።
ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ ጸጥ ባሉ (የመስክ) ክልሎች ውስጥ ያሉ ጋላክሲዎች ጋዞቻቸውን ረዘም ላለ ጊዜ የሚይዙ ሲሆን ብዙውን ጊዜ ክብ ቅርጽ ያላቸው ሆነው ይቆያሉ። ውጫዊ ብጥብጦች አነስተኛ በመሆናቸው የዲስክ አወቃቀሩ ለቢሊዮን ዓመታት ሊቆይ ይችላል።
7. ከሱፐርኖቫ እና ከሱፐርማሲቭ ጥቁር ቀዳዳዎች የተሰጡ ግብረመልሶች
በብዙ ጋላክሲዎች መሃል ላይ እጅግ ግዙፍ የሆነ ጥቁር ጉድጓድ አለ። በጋዝ "ሲመገብ" የጋላክሲው የኑክሌር እንቅስቃሴ (AGN) በጨረር እና በቅንጣቶች ጄት መልክ ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል ሊለቅ ይችላል። ይህ ኃይል ጋዙን ሊያሞቅ ወይም ሊያስወጣ ይችላል፣ የከዋክብትን መፈጠር ሊያደናቅፍ ይችላል። ተመሳሳይ ክስተት በሱፐርኖቫ ውስጥ በትንሽ መጠን ይከሰታል፣ ይህም ኃይልን ወደ ኢንተርስቴላር መካከለኛ የሚያስገባ ግዙፍ ከዋክብት ፍንዳታ ነው።
ይህ ግብረመልስ የጋላክሲውን ቅርፅ በተዘዋዋሪ ይነካዋል፡ ጋዝ ሲወጣ ወይም ሲሞቅ፣ ዲስኩ “ሊወዛወዝ” ስለሚችል ክብ ቅርጽ ያላቸው ክንዶች እየደከሙ እንዲሄዱ እና ጋላክሲው ቀስ በቀስ ወደ ተለጣፊ ደረጃ እንዲሸጋገር ያደርጋል።
8. ውስጣዊ አለመረጋጋት፡- አሞሌዎች፣ ቀለበቶች እና የዲስክ ውፍረት
የጋላክሲዎች ቅርፅ በውጫዊ ምክንያቶች ብቻ የተመካ አይደለም። በውስጣዊ መልኩ፣ ጋላክሲዎች የስበት ኃይል አለመረጋጋት ሊያጋጥማቸው ይችላል፣ ይህም ልዩ መዋቅሮችን ይፈጥራል፡
– ባር፡- ብዙ ጠመዝማዛ ጋላክሲዎች ማዕከላዊ የአሞሌ መዋቅር አላቸው። ባርዎች ጋዝ ወደ መሃል "በማሰራጨት" የከዋክብት መፈጠርን ወይም እጅግ በጣም ግዙፍ የሆነ ጥቁር ጉድጓድን ሊመግቡ ይችላሉ።
– ቀለበቶች፡- በማሽከርከር ሬዞናንስ ወይም በስበት ኃይል መስተጋብር ምክንያት የተፈጠሩ።
– የዲስክ ውፍረት፡- በተደጋጋሚ በሚከሰቱ ትናንሽ ረብሻዎች ወይም በተለዋዋጭ ማሞቂያ ምክንያት ሊከሰት ይችላል፣ ይህም ጋላክሲው ከጎን ሲታይ “ወፍራም” እንዲመስል ያደርገዋል።
እነዚህ አለመረጋጋት የጋላክሲዎችን ገጽታ በጊዜ ሂደት ይለውጣል፣ ምንም እንኳን ከባድ ግጭቶች ባይኖሩም።
የጋላክሲ ቅርጽ የታሪኩ "መዝገብ" ነው። በፍጥነት የተፈጠሩ፣ ብዙ ቀደምት ውህዶችን ያጋጠሙ ወይም ጋዝ ቀደም ብለው የጠፉ ጋላክሲዎች ወደ ኤሊፕቲካል የመፍጠር ዕድላቸው ከፍተኛ ነው። በተቃራኒው፣ ቀስ በቀስ የሚያድጉ እና የማያቋርጥ የጋዝ አቅርቦትን የሚጠብቁ ጋላክሲዎች ጠመዝማዛ የመሆን ዕድላቸው ከፍተኛ ነው። የከዋክብት ህዝብ ዕድሜም ፍንጭ ነው፡ ጠመዝማዛዎች ብዙውን ጊዜ የወጣት እና የአሮጌ ኮከቦችን ድብልቅ ያሳያሉ፣ ኤሊፕቲኮች ደግሞ በአሮጌ ኮከቦች ይገዛሉ።
ከሲምፑላን
የጋላክሲ ቅርጽ አስቀድሞ የተወሰነ "ዕጣ ፈንታ" አይደለም፣ ነገር ግን በስበት ኃይል፣ በማሽከርከር፣ በጋዝ ይዘት፣ በጨለማ ቁስ፣ ከሌሎች ጋላክሲዎች ጋር በሚደረጉ ግንኙነቶች እና በጠፈር አካባቢ ሁኔታዎች ላይ እንኳን ተጽዕኖ በተደረገ ረጅም ዝግመተ ለውጥ ውጤት ነው። ግርማ ሞገስ ያላቸው ጠመዝማዛ ጋላክሲዎች፣ ለስላሳ ኤሊፕቲካሎች እና ትርምስ ያልተስተካከሉ ጋላክሲዎች ሁሉም ተመሳሳይ አካላዊ ሂደት ልዩነቶች ናቸው፣ በታሪካዊ አቅጣጫዎቻቸው ብቻ ይለያያሉ። እነዚህን ምክንያቶች መረዳት ጋላክሲዎችን በሰማይ ላይ እንደ ውብ ነገሮች ብቻ ሳይሆን በአጽናፈ ዓለም ታላቁ ደረጃ ላይ ያለማቋረጥ እየተለዋወጡ፣ እያደጉ እና እየተላመዱ እንዳሉ ተለዋዋጭ ስርዓቶች እንድናይ ይረዳናል።
