તારાવિશ્વોના આકારને અસર કરતા પરિબળો
તારાવિશ્વો બ્રહ્માંડમાં વિશાળ "શહેરો" છે, જેમાં અબજો થી ટ્રિલિયન તારાઓ, ગેસ, તારાઓ વચ્ચેની ધૂળ અને અદ્રશ્ય શ્યામ દ્રવ્ય હોય છે, જે ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા શક્તિશાળી પ્રભાવ પાડે છે. જો આપણે તારાવિશ્વોના ફોટા જોઈએ, તો આપણે જોશું કે તેમના વિવિધ આકાર છે: કેટલીક સુંદર રીતે વળેલી ડિસ્ક (સર્પાકાર) છે, અન્ય સ્પષ્ટ હાથની રચના (લંબગોળ) વગર ગોળ અથવા અંડાકાર દેખાય છે, અને હજુ પણ અન્ય "અવ્યવસ્થિત" (અનિયમિત) દેખાય છે. પ્રશ્ન એ છે કે તારાવિશ્વોમાં આટલા અલગ અલગ આકાર કેમ હોય છે? જવાબ અબજો વર્ષોથી કાર્યરત કોસ્મિક ભૌતિકશાસ્ત્ર પરિબળોના સંયોજનમાં રહેલો છે. અહીં મુખ્ય પરિબળો છે જે તારાવિશ્વના આકારને પ્રભાવિત કરે છે.
૧. ગુરુત્વાકર્ષણ અને કુલ દળ
ગુરુત્વાકર્ષણ એ તારાવિશ્વોનો પ્રાથમિક "સ્થપતિ" છે. કુલ દળ - તારાઓ , ગેસ, ધૂળ અને શ્યામ દ્રવ્યનું સંયુક્ત દળ - નક્કી કરે છે કે કોઈ તારાવિશ્વ તેના ઘટકોને કેટલી મજબૂત રીતે બાંધી શકે છે. ખૂબ જ વિશાળ તારાવિશ્વોમાં મજબૂત ગુરુત્વાકર્ષણ હોય છે, જે તેમની આંતરિક રચનાને વધુ સ્થિર બનાવે છે, પરંતુ તેઓ અન્ય તારાવિશ્વો સાથે વિલીનીકરણ જેવી મોટી ઘટનાઓ માટે પણ વધુ સંવેદનશીલ હોય છે.
દળ દ્રવ્યની ઘનતાને પણ અસર કરે છે. જો દ્રવ્ય કેન્દ્રમાં કેન્દ્રિત હોય, તો આકાશગંગામાં એક મુખ્ય કેન્દ્રીય બલ્જ હોઈ શકે છે. તેનાથી વિપરીત, જો દળનું વિતરણ મુખ્યત્વે ડિસ્કમાં હોય, તો સર્પાકાર આકાશગંગા મુખ્ય હાથો સાથે "પાતળી" દેખાઈ શકે છે.
2. શ્યામ દ્રવ્ય અને પ્રભામંડળનો આકાર
આકાશગંગાનો મોટાભાગનો સમૂહ વાસ્તવમાં તેની આસપાસના શ્યામ દ્રવ્ય પ્રભામંડળમાં સમાયેલો હોય છે. જોકે તે પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરતું નથી, શ્યામ દ્રવ્ય એક "ગુરુત્વાકર્ષણ માળખું" બનાવે છે જે આકાશગંગાના ઉત્ક્રાંતિને માર્ગદર્શન આપે છે. શ્યામ દ્રવ્ય પ્રભામંડળનો આકાર અને સાંદ્રતા પ્રભાવ:
- કેન્દ્રથી અલગ અલગ અંતરે તારાઓ અને વાયુઓની પરિભ્રમણ ગતિ.
- ગેલેક્ટીક ડિસ્કની સ્થિરતા (ભલે તે સરળતાથી સર્પાકાર હાથ બનાવે છે અથવા સરળતાથી ખલેલ પહોંચાડે છે).
- આકાશગંગાના કેન્દ્રમાં બાર (બાર માળખું) હોવાની શક્યતા.
જો શ્યામ દ્રવ્ય પ્રભામંડળ "જાડું" અથવા વધુ અસમપ્રમાણ હોય, તો તેના કોસ્મિક પડોશીઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે ગેલેક્સી વધુ સરળતાથી વિકૃત થઈ શકે છે.
૩. કોણીય વેગ અને પરિભ્રમણ
સર્પાકાર અને લંબગોળ તારાવિશ્વો વચ્ચેનો એક સૌથી મહત્વપૂર્ણ તફાવત પરિભ્રમણ છે. જ્યારે શરૂઆતના બ્રહ્માંડમાં વિશાળ વાયુ વાદળો ગુરુત્વાકર્ષણ હેઠળ તૂટી પડતા હતા, ત્યારે તેઓ લગભગ હંમેશા થોડો સ્પિન (કોણીય ગતિ) ધરાવતા હતા. વાદળ સંકુચિત થતાં આ સ્પિન ઝડપી બન્યું - જેમ કોઈ બરફ સ્કેટર ઝડપથી સ્પિન કરવા માટે પોતાના હાથ ખેંચે છે.
- સર્પાકાર તારાવિશ્વોમાં સામાન્ય રીતે મજબૂત પરિભ્રમણ હોય છે જેથી પદાર્થ ડિસ્ક માળખું બનાવે છે.
- લંબગોળ તારાવિશ્વો નિયમિત પરિભ્રમણને બદલે તેમના તારાઓની રેન્ડમ ગતિ દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે, તેથી તેમનો આકાર બોલ અથવા અંડાકાર જેવો વધુ "ફૂલેલો" હોય છે.
કોણીય ગતિનું મૂલ્ય અને તે ગેલેક્સીના ઘટકો વચ્ચે કેવી રીતે "વહેંચાયેલ" છે તે નક્કી કરવામાં મુખ્ય પરિબળો છે કે ગેલેક્સી નિયમિત સર્પાકાર હશે કે સરળ લંબગોળ હશે.
૪. ગેસનું પ્રમાણ અને તારા નિર્માણ પ્રવૃત્તિ
તારાઓની રચના માટે ગેસ કાચો માલ છે. ગેસથી ભરપૂર તારાવિશ્વો સામાન્ય રીતે સક્રિય રીતે તારાઓ બનાવે છે અને ઘણીવાર તેમની ડિસ્ક રચનાઓ અને સર્પાકાર હાથ અલગ હોય છે. સર્પાકાર હાથ ફક્ત "સ્ટાર લેન" નથી, પરંતુ સંકોચન તરંગોના ક્ષેત્રો છે જે ગેસને સંકુચિત કરે છે, નવા તારાઓના જન્મને બળ આપે છે.
તેનાથી વિપરીત, ગેસ-નબળાઈવાળા તારાવિશ્વો "જૂના" અને વધુ નિષ્ક્રિય હોય છે - તેમની તારા રચના ધીમી પડી ગઈ છે અથવા બંધ થઈ ગઈ છે. ઘણી લંબગોળ તારાવિશ્વો આ શ્રેણીમાં આવે છે; તેમના પર જૂના, લાલ તારાઓનું વર્ચસ્વ છે અને તેમાં મુખ્ય સર્પાકાર હાથ બનાવવા માટે પૂરતો ઠંડો ગેસ નથી.
૫. તારાવિશ્વોના અથડામણ અને વિલીનીકરણ
આંતર-આકાશીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ એક નાટકીય પરિબળ છે જે ઘણીવાર તારાવિશ્વોના આકારમાં ગંભીર ફેરફાર કરે છે. બ્રહ્માંડમાં , તારાવિશ્વો ભાગ્યે જ એકલા અસ્તિત્વ ધરાવે છે; ઘણી તારાવિશ્વો સમૂહો અથવા જૂથોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેના કારણે તેમનો સામનો થવાની શક્યતા ઘણી વધારે છે.
- મોટા મર્જર (તુલનાત્મક કદના બે તારાવિશ્વો) સર્પાકાર ડિસ્ક માળખાને નષ્ટ કરી શકે છે અને લંબગોળ તારાવિશ્વો ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ અથડામણો તારાઓની ભ્રમણકક્ષાને વિક્ષેપિત કરે છે, તેમના નિયમિત પરિભ્રમણને રેન્ડમ ગતિમાં બદલી નાખે છે.
- નાના વિલીનીકરણ (મોટી તારાવિશ્વો નાની તારાવિશ્વોને "ખાઈ" જાય છે) ડિસ્કને જાડું કરી શકે છે, તારાઓની પ્રભામંડળ બનાવી શકે છે અથવા બાર અને રિંગ્સની રચનાને ઉત્તેજિત કરી શકે છે.
વિલીનીકરણનો અનુભવ કરનાર તારાવિશ્વોના ચિહ્નોમાં ભરતી-ઓટની પૂંછડીઓ, અસમપ્રમાણ આકાર અથવા તારાઓના વિસ્તરેલ પ્રવાહોનો સમાવેશ થાય છે.
૬. કોસ્મિક પર્યાવરણ: ક્લસ્ટરો, જૂથો અને ક્ષેત્રો
આકાશગંગા કયા વાતાવરણમાં રહે છે તે તેના આકારને નોંધપાત્ર રીતે નક્કી કરે છે. ગાઢ ક્લસ્ટરમાં રહેલી તારાવિશ્વો ઘણીવાર ગરમ આંતર-ગાલેક્ટિક ગેસ (ઇન્ટ્રાક્લસ્ટર માધ્યમ) ના દબાણનો અનુભવ કરે છે. રેમ-પ્રેશર સ્ટ્રિપિંગ જેવી પ્રક્રિયાઓ ક્લસ્ટરની અંદર ઝડપથી ગતિશીલ તારાવિશ્વોમાંથી ગેસને "સ્વીપ" કરી શકે છે, જેનાથી તારાઓની રચના માટેનો કાચા માલ છીનવાઈ જાય છે. પરિણામે, તારાવિશ્વો સક્રિય વાદળી સર્પિલમાંથી વધુ નિષ્ક્રિય તારાવિશ્વોમાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે, જેનો દેખાવ સરળ હોય છે.
દરમિયાન, શાંત (ક્ષેત્ર) પ્રદેશોમાં તારાવિશ્વો તેમના વાયુને લાંબા સમય સુધી જાળવી રાખે છે અને વધુ વખત સર્પાકાર રહે છે. કારણ કે ત્યાં ઓછા બાહ્ય વિક્ષેપો હોય છે, ડિસ્ક માળખું અબજો વર્ષો સુધી ટકી શકે છે.
7. સુપરનોવા અને સુપરમાસિવ બ્લેક હોલનો પ્રતિસાદ
ઘણી તારાવિશ્વોના કેન્દ્રમાં એક સુપરમાસિવ બ્લેક હોલ હોય છે. જ્યારે તે ગેસનો "ખોરાક" લે છે, ત્યારે ગેલેક્ટીક ન્યુક્લિયર એક્ટિવિટી (AGN) રેડિયેશન અને કણોના જેટના રૂપમાં પ્રચંડ માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત કરી શકે છે. આ ઊર્જા ગેસને ગરમ કરી શકે છે અથવા બહાર કાઢી શકે છે, જેનાથી તારાઓની રચના અટકી જાય છે. સુપરનોવા દ્વારા નાના પાયે આવી જ ઘટના જોવા મળે છે, જે વિશાળ તારાઓના વિસ્ફોટ છે જે તારાઓ વચ્ચેના માધ્યમમાં ઊર્જા દાખલ કરે છે.
આ પ્રતિભાવ ગેલેક્સીના આકારને પરોક્ષ રીતે અસર કરે છે: જેમ જેમ ગેસ બહાર કાઢવામાં આવે છે અથવા ગરમ થાય છે, તેમ તેમ ડિસ્ક ઓછી "રંગીન" બની શકે છે જેથી સર્પાકાર હાથ નબળા પડે તેવું લાગે છે, અને ગેલેક્સી ધીમે ધીમે વધુ નિષ્ક્રિય તબક્કા તરફ આગળ વધે છે.
8. આંતરિક અસ્થિરતા: બાર, રિંગ્સ અને ડિસ્ક જાડાપણું
તારાવિશ્વોનો આકાર ફક્ત બાહ્ય પરિબળોથી પ્રભાવિત નથી થતો. આંતરિક રીતે, તારાવિશ્વો ગુરુત્વાકર્ષણ અસ્થિરતાનો અનુભવ કરી શકે છે, જે વિશિષ્ટ રચનાઓ બનાવે છે:
– બાર: ઘણી સર્પાકાર તારાવિશ્વોમાં કેન્દ્રિય બાર માળખું હોય છે. બાર કેન્દ્ર તરફ ગેસ "પ્રવાહ" કરી શકે છે, જેનાથી તારાઓની રચના થાય છે અથવા સુપરમાસિવ બ્લેક હોલને ખોરાક મળે છે.
- રિંગ્સ: પરિભ્રમણ પ્રતિધ્વનિ અથવા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને કારણે રચાય છે.
- ડિસ્ક જાડું થવું: વારંવાર નાની વિક્ષેપો અથવા ગતિશીલ ગરમીને કારણે થઈ શકે છે, જેના કારણે બાજુથી જોવામાં આવે ત્યારે ગેલેક્સી "જાડી" દેખાય છે.
આ અસ્થિરતાઓ સમય જતાં તારાવિશ્વોના દેખાવને બદલી નાખે છે, ભલે કોઈ મોટી અથડામણ ન થાય.
9. તારાવિશ્વોની રચના અને ઉંમરનો ઇતિહાસ
આકાશગંગાનો આકાર તેના ઇતિહાસનો "રેકોર્ડ" છે. જે તારાવિશ્વો ઝડપથી રચાયા, ઘણા પ્રારંભિક વિલીનીકરણનો અનુભવ કર્યો, અથવા વહેલા ગેસ ગુમાવ્યો, તે લંબગોળમાં વિકસિત થવાની શક્યતા વધુ છે. તેનાથી વિપરીત, જે તારાવિશ્વો વધુ ધીમેથી વિકસ્યા અને ગેસનો સતત પુરવઠો જાળવી રાખ્યો, તે સર્પાકાર બનવાની શક્યતા વધુ છે. તારાઓની વસ્તીની ઉંમર પણ એક સંકેત છે: સર્પાકારમાં ઘણીવાર યુવાન અને વૃદ્ધ તારાઓનું મિશ્રણ હોય છે, જ્યારે લંબગોળમાં જૂના તારાઓનું પ્રભુત્વ હોય છે.
કેસિમ્પુલન
આકાશગંગાનો આકાર પૂર્વનિર્ધારિત "ભાગ્ય" નથી, પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ, પરિભ્રમણ, વાયુ સામગ્રી, શ્યામ દ્રવ્ય, અન્ય તારાવિશ્વો સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને બ્રહ્માંડિક પર્યાવરણની પરિસ્થિતિઓથી પ્રભાવિત લાંબા ઉત્ક્રાંતિનું પરિણામ છે. સુંદર સર્પાકાર તારાવિશ્વો, સરળ લંબગોળ અને અસ્તવ્યસ્ત અનિયમિત તારાવિશ્વો એ બધી સમાન ભૌતિક પ્રક્રિયાની વિવિધતાઓ છે, જે ફક્ત તેમના ઐતિહાસિક માર્ગોમાં ભિન્ન છે. આ પરિબળોને સમજવાથી આપણને તારાવિશ્વોને ફક્ત આકાશમાં સુંદર પદાર્થો તરીકે જ નહીં, પરંતુ બ્રહ્માંડના ભવ્ય મંચ પર સતત બદલાતી, વધતી અને અનુકૂલનશીલ ગતિશીલ પ્રણાલીઓ તરીકે જોવામાં મદદ મળે છે.
