Reede, 13. märts 2020

Galerii: Galaktikatest ja nende põrgetest

Linnutees asuvate tähtede omavahelised kaugused on võrreldes nende endi mõõtmetega tohutud. Näiteks kui Päike kahandada tavamõõdus korvpalli suuruseks, asuks lähim täht - Proxima Centauri - sellest korvpallist ümmarguselt 7000 kilomeetri kaugusel. See on ligikaudne vahemaa Eesti ja New Yorki vahel (mööda Maa kumerat pinda) ja Päikese endi läbimõõdust on see peaaegu 30 miljonit korda suurem. Kuigi Linnutee metropoliitse keskme poole liikudes tähtede tihedus tõuseb ja nende omavahelised kaugused kahanevad, asuvad nad isegi seal maisete analoogiate järgi uhkes üksinduses.
Miljarditest, sadadest miljarditest ja isegi triljonitest tähtedest koosnevate hiidgalaktikate puhul on asjad pisut teistsugused. Nende keskmised vahemaad jäävad 10 kuni 100 galaktika läbimõõdu vahele. Näiteks Linnuteele lähim spiraalgalaktika Andromeeda asub meist umbes 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel. Arvestades, et hinnangud Linnutee läbimõõdust jäävad 150 - 200 tuhande valgusaasta kanti, võib öelda, et Andromeeda on meist 16-22 Linnutee laiuse kaugusel. Kui võrrelda maailmaruumi pillutatud galaktikaid näiteks taevasse visatud kettagolfi ketastega, siis nad paikneksid üksteisest keskmiselt kümnekonna meetri ulatuses. Suurte galaktikate vahel leiduvaid arvukaid kääbusgalaktikaid võiks ette kujutada nende vahel sumisevate kärbestena.
Et galaktikad asuvad üksteisele suhteliselt lähedal ning nende omavaheline gravitatsioon liigutab neid pealtnäha kaootilistel trajektooridel, on napid möödumised ja "kokkupõrked" nende seas üsna tavalised. Kokkupõrked väärivad jutumärke põhjusel, et vaatamata sellistest sündmusest osa võtvate galaktikate suurustele ja nendes sisalduvate tähtede peaaegu kujutlematule arvule, ei põrku nad omavahel peaaegu mitte kunagi. Selle põhjuseks tähtede eelmainitud omavahelised kaugused - galaktikad on vaatamata väljanägemisele uskumatult hõredad.
Küll aga võivad galaktikate kohtumisel tekkivad loodejõud neis esile kutsuda väga tormilise tähetekke. Tähtede toormaterjaliks olevate gaasi- ja tolmupilvede omavaheline segunemine võib olla viimane tõuge, mis käivitab nende kokkutõmbumise. See tähendab, et kohtunud ja möödunud galaktikad võivad veel mitusada miljonit aastat hiljem helendada noortest ja kuumadest tähtedest, mille olemasolu eest võib tänada ammust sündmust.
Kui kahe või enama põrkuva galaktika algkiirused on suured ja nende massid võrreldavad võivad nad esialgu kohtudes üksteisest lihtsalt läbi sõita. Peagi nende hoog raugeb, peatub ning muutub vastupidiseks langedes vastastikuse tõmbe mõjul taaskord üksteisest läbi. Mitme sellise kümneid miljoneid aastaid kestva pendelduse järel nende tihedad tuumad ühinevad (võimalik, et isegi nende keskel asuvad supermassiivsed mustad augud) ning ajapikku saab kahest väiksemast üks suur. On põhjust arvata, et selliste ammuste kohtumiste tulemusel on tekkinud näiteks hiidelliptilised galaktikad ja tõenäoliselt juhtub midagi sarnast miljardite aastate pärast Linnutee ja Andromeeda galaktikatega.
Lähedalt möödumiste või riivamiste käigus võidakse aga galaktikatest välja tõmmata kümneid tuhandeid valgusaastaid pikki täheribasid, mis sisaldavad kümneid või sadu miljoneid tähti. Või siis võib mõni selline parajal kaugusel möödumine olla lahenduseks Linnutee suguste spiraalgalaktikate omapärase struktuuri tekkimisele.
Eraldi klassi moodustavad pisemad satelliitgalaktikad, mis suuremate poolt orbiidile haaratult nendega viimaks aeglaselt ja rahulikult ühte sulavad. Linnutee jaoks on suurimateks sellisteks kaaslasteks Suureks ja Väikseks Magalhaesi pilveks kutsutud kääbusgalaktikad, mille poolt tekitatud gravitatsioonilised mõjud on juba Linnutee teatud osades kiirenenud tähtekkena märgatavad. Leidub veenvaid tõendeid, et praeguse Linnutee koosseisus keerleb hulgaliselt kunagiste kaaslaste veel tihedaid tuumi.
Seega näib, et mida aeg edasi, seda suuremaks galaktikad kannibalismi teel kasvavad ja seda vähemaks neid jääb. Tõepoolest, vaadates maailma võimsamate teleskoopidega üha kaugemale ning seega ajas üha tagasi, paneme me tähele, et minevikus näib galaktikaid olevat rohkem, kuid nad on väiksemad. Praegusest universumist saame me kujutluse luua vaid vaadates ringi oma "lähiümbruses", kus asuvaid galaktikad näeme me sellistena nagu nad olid kosmoloogilises mõttes lähiminevikus.
Eelmainitud jutt galaktikate põrkumistest, ühinemisest ja riivamistest võib kõlada mingil määral teadusliku spekulatsioonina. Astronoomias ja teaduses laiemalt peab aga teooria käima käsikäes vaatlustega, üksteist täiendades, vajadusel parandades ning välistades. Statistiliste vaatlustega on kindlaks tehtud, et universum on kuni silmapiirini (vaadeldavas ulatuses) täidetud galaktikatega, mille koguarvu hinnatakse 200 miljardist kuni 2 triljonini(!). Nii suurte arvude puhul ei ole üllatav, et me võime igal ajahetkel näha sadu miljoneid parasjagu (tegelikult minevikus) üksteisega ühinevaid või üksteisest mööduvaid galaktikaid. Seda igas mõeldavas etapis, suuruses, tüübis ja kõikvõimalike nurkade alt.
Allolevasse galeriisse oleme kogunud mõned kaunimad näited neist kaugetest ja võib-olla nüüdseks möödunud galaktilistest epohhidest. Veider mõelda, et me võiksime neid protsesse jälgida tuhandeid põlvkondi, tähendamata neis mingeid silmaga nähtavaid muutuseid (va. mõni siin-seal süttiv supernoova). Ometigi liiguvad mõned neist galaktikatest üksteise suhtes tuhandeid kilomeetreid sekundis. Näib, et asi on vahemaades ja meie endi elude naeruväärselt lühikeses kestvuses võrreldes taoliste kosmiliste sündmustega. Isegi peadpööritaval kiirusel 3000km/s kuluks ühe valgusaasta läbimiseks 100 aastat, lähima täheni 430 aastat ning ühe Linnutee mõõtu galaktika ühest nurgast teise jõudmiseks 20 miljonit aastat. Samahästi võiksime ühepäevikule ette heita tema võimetust hoomata puukasvuringide või antiikajaloo tähendust.
Jagage seda galeriid sõpradega ja andke kindlasti teada, milline neist teie arvatates kõige huvitavam välja näeb (galaktika, mitte sõber). Galaktikate endi poolt moodustatud veel suurematest struktuuridest, tumedast ainest ja universumi paisumisest räägime peagi eraldi pikemat.

NGC 1316 või Fornax A on hiidelliptiline galaktika, mis võib olla umbes 3 miljardit aastat tagasi toimunud kahe (või enama) hiidspiraalgalaktika kokkupõrke tulemus. Sadu miljardeid või isegi triljonit individuaalset tähte sisaldava galaktika omapäraseimaks tunnuseks on selle sees endiselt mingit struktuuri omavad tumedad alad, millest tulevikus moodustuvad uued tähed. Fornax A kuulub ka niinimetatud raadiogalaktikate hulka, kiirates oma südames asuvast supermassiivsest mustast august meie poole võimsaid raadiolaineid. Ta asub meist umbes 62 miljoni valgusaasta kaugusel.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a4/Ngc1316_hst.jpg
Arp 188 ehk Konnakullese galaktika meist ligi poole miljardi valgusaasta kaugusel. Hubble fotol nähtav "saba" pikkuseks on 280 000 valgusaastat (rohkem kui Linnutee läbimõõt) ning selle tõmbas galaktikast välja ilmselt suhteliselt väike, aga massiivne galaktika, mis liikus Konnakullese eest vasakult paremale. Vastastikune gravitatsioon on selle meie perspektiivist lennutanud Konnakullese taha umbes 300 000 valgusaasta kaugusele.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f9/UGC_10214HST.jpg
Arp 194, mis asub meist ligi 570 miljoni valgusaasta kaugusel on oma kuju tõttu tuntud Küsimärgi galaktikana. Kui algselt arvati, et tegemist võib olla kolme galaktika omavahelise kokkupõrkega, siis viimaste andmete kohaselt võib neist kõige alumine asuda hoopis ülejäänutest tükk maad tagapool.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Merging_Group_Arp_194.png
Kaks üksteisega otse põrkunud ja väga tugevate loodejõudude mõjul laiali lennanud galaktikat (Arp 238), mille vahele on moodustunud omapärane "tähesild". Tulevikus põrkuvad nad üksteisega üha uuesti ja uuesti, kuni nad viimaks üheks suureks galaktikaks maha rahunevad. Nad asuvad meist umbes 400 miljoni valgusaasta kaugusel. Fotole on jäänud ka kaks tähte, mis asuvad esiplaanil meie Linnutees.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Hubble_Interacting_Galaxy_UGC_8335_%282008-04-24%29.jpg
Arp 299 koosneb kahest ebaregulaarsest galaktikast, mis kohtusid umbes 700 miljonit aastat tagasi. Selles toona süttinud massiivsed tähed on hakanud tänaseks jõudma oma elupäevade lõppu, mistõttu on selles galaktikapaaris avastatud viimase 15 aasta jooksul koguni kuus supernoovat.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b/Hubble_Interacting_Galaxy_NGC_3690_%282008-04-24%29.jpg
Veerandmiljardi valgusaasta kaugusel pöörlev NGC 1614 näib olevat keset kokkupõrget endast mitu korda väiksema galaktikaga.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ca/Hubble_Interacting_Galaxy_NGC_1614_%282008-04-24%29.jpg
Umbes 450 miljoni valgusaasta kaugusel näeme kaht väga omapärast ringgalaktikat koondtähisega Arp 147. Arvatakse, et vasakul olev galaktika (toona elliptiline) läbis sadu miljoneid aastaid tagasi paremal sinakalt paistva galaktika (toona spiraalgalaktika), mis moonutas mõlema kuju tundmatuseni. Paremal asuva galaktika siniselt heledavas rõngas arvatakse olevat massiliselt neutrontähti ja musti auke - kokkupõrke hetkel käivitunud agressiivse tähetekke paratamatud tulemused.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/94/Arp_147.jpg
PGC 2248 ehk Tõllaratta galaktika, mis asub meist umbes poole miljardi valgusaasta kaugusel, oli algselt ilmselt täiesti tavaline spiraalgalaktika. Umbes 200 miljonit aastat tagasi põrkus sellega suurel kiirusel väike kompaktne galaktika, mis saatis läbi selle tormilise tähetekke "lainetuse". Mingil põhjusel tundub, et galaktika keskosa suutis selle käigus oma algse kuju säilitada.

Kokkupõrke tekitanud galaktika võib olla fotol nii vasakul nähtav olev ülemine kui ka alumine galaktika. Ülemine näib ise läbivat aktiivset täheteket (andes mõista, et sellega on midagi juhtunud), samas kui alumine tundub olevat tähtedevahelise gaasi poolest vaene galaktika, mis võis samas selle kaotada ka kokkupõrke käigus. On pakutud välja teooria, et ülemine sinine galaktika on tegelikult suure tuumast välja paisatud pisike fragment - midagi sellist juhtub kui vaadata aegluubis tilga kohtumist veepinnaga.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/Cartwheel_Galaxy.jpg
Sellel Hubble fotol on kolm erinevat galaktikat. Keskel asub NGC 2936, mis on (või vähemalt oli) spiraalgalaktika, mille kuju on tugevalt moonutatud selle läbistanud elliptilise NGC 2937 (all) poolt. Ülemine sinakas ebaregulaarne ja tunduvalt pisem galaktika UGC 5130 asub alumisest paarist tegelikult peaaegu 100 miljonit valgusaastat lähemal ning ei võta kokkupõrkest osa.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/00/Heic1311a.jpg
Kaks üksteise ümber orbiidil olevat spiraalgalaktikat tähistega NGC 5394 (suurem vasakul) ja NGC 5395. Gravitatsioonilised häiritused on mõlemas esile kutsunud aktiivse tähetekke, mis väljendub antud fotol punaste aladena. Tumedad osad tähistavad hiiglaslike gaasi- ja tolmupiirkondi, millest saavad kunagi tulevikus tähed. Iga nende tiir võtab tõenäoliselt mitusada miljonit aastat ning taustal on näha mitmeid sarnaseid galaktikapaare.

Suuremalt: https://apod.nasa.gov/apod/image/2003/NGC5394n5_gemini_1886.jpg
NGC 4038 ja NGC 4039 ehk Antenni galaktikad on hea näide sellest, mis võib juhtuda Linnutee ja Andromeeda galaktikate ühinemisel miljardite aastate pärast. Sellelt Hubble fotolt on näha, et umbes 65 miljoni valgusaasta kaugusel asuvate galaktikate tuumad (helekollased alad) on kosmilises mõttes väga lähedal ühinemisele. Umbes poole miljardi aasta pärast peaks neist saama üks suur elliptiline galaktika.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/30/Antennae_Galaxies_reloaded.jpg

Laiem kaader (saab aru miks neid Antenni galaktikateks kutsutakse): https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/heic0812c.jpg
NGC 4676 (A ja B) ehk Hiirte galaktikad, mis asuvad meist umbes 290 miljoni valgusaasta kaugusel. Tegemist kahe galaktikaga, mis on üksteisega ilmselt juba mitu korda põrkunud. Gravitatsioonilised loodejõud on neist välja tõmmanud sadu tuhandeid valgusaastaid pikad ja miljardeid tähti sisaldavad harud, mille sinakas kuma annab märku verinoorte täheparvede tekkest.

Foto on tehtud Hubble kosmoseteleskoobi poolt ning sellelt avastati muuhulgas üle 3200 uue galaktika (taustal).

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Merging_galaxies_NGC_4676_%28captured_by_the_Hubble_Space_Telescope%29.jpg
M51 ehk Veekeerise galaktika asub meist "kõigest" 26 miljoni valgusaasta kaugusel ja on põhjapoolkeral Suures Vankris suhteliselt hästi vaadeldav isegi amatöörteleskoopidega. Arvatakse, et selle väiksem kaaslane (NGC 5194) on Veekeerise lähipiirkonnast või välimistest aladest viimase mõnesaja miljoni aasta jooksul mitu korda läbi sõitnud ning esimesele selle uhke spiraalstruktuuri andnud. Läbimõõdult on Veekeeris umbes pool Linnuteed.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Messier51_sRGB.jpg
78 miljoni valgusaasta kauguselt nähtuna on NGC 520 üks klassikalisi näiteid varajases staadiumis kahe üksteise suhtes nurga all asuva spiraalgalaktika kokkupõrkest.

Suuremalt: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/17/Hubble_Interacting_Galaxy_NGC_520_%282008-04-24%29.jpg

Kommentaare ei ole:

Postita kommentaar