Thiên hà là gì?

Thiên hà (galaxy) là những cấu trúc khổng lồ chứa các ngôi sao bị liên kết hấp dẫn, tàn tích của sao, khí giữa các vì sao, bụi và vật chất tối . Chúng được chia thành nhiều loại khác nhau tùy theo đặc điểm hình thái. Một lần nữa, chúng có thể kết hợp với nhau dưới tác động của lực hấp dẫn và tạo thành các cụm thiên hà lớn hơn. Những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ được cho là đã hình thành khoảng 180 triệu năm sau vụ nổ lớn . Sự hình thành các thiên hà sau khi những ngôi sao đầu tiên được hình thành tương ứng với khoảng 400 triệu năm sau vụ nổ lớn. Mặc dù 400 triệu năm có vẻ là một khoảng thời gian dài, nhưng khung thời gian đó bằng 3% tuổi hiện tại của vũ trụ (13,8 tỷ năm).

Mặc dù chúng ta biết rõ về thời điểm các thiên hà bắt đầu hình thành, nhưng chúng ta vẫn chưa có câu trả lời chắc chắn về cách chúng bắt đầu hình thành. Trong khi một số nhà khoa học nghĩ rằng các thiên hà được hình thành bởi sự tập hợp của các cụm sao tương đối nhỏ được gọi là các cụm sao cầu, có thể chứa khoảng một triệu ngôi sao; những người khác cho rằng các thiên hà hình thành đầu tiên và sau đó là các cụm sao cầu.

Các loại Thiên hà là gì?

Các loại thiên hà được phân loại theo cấu trúc hình thái của chúng. Mặc dù cách phân loại này đã thay đổi theo thời gian, một số khái niệm vẫn được ghi nhớ ngày nay như ngày đầu tiên. Vì vậy, sẽ rất hữu ích khi du hành ngược lịch sử và cố gắng hiểu những gì những người thực hiện khám phá đầu tiên đã nhìn thấy. Trước thế kỷ 20, các thiên hà khác ngoài Dải Ngân hà thậm chí còn chưa được biết là có tồn tại. Trên thực tế, bởi vì những thiên hà này giống với những đám mây mờ, các nhà thiên văn học gọi chúng là tinh vân , hay thường được gọi là tinh vân . Vì vậy, ai cũng biết rằng có những cấu trúc như vậy trên bầu trời, nhưng chúng được cho là một phần của Dải Ngân hà. Chúng tôi không biết rằng chúng là những cấu trúc tách biệt và ở rất xa, giống như Dải Ngân hà. Sau đó, vào những năm 1920, nhà thiên văn học Edwin Hubble Andromeda ‘scho thấy đó là một thiên hà, không phải một tinh vân . Andromeda ở quá xa để nằm trong Dải Ngân hà.

Hầu hết tất cả các hệ thống phân loại thiên hà hiện có là kết quả của sơ đồ đầu tiên do Hubble đề xuất vào năm 1926. Chúng tôi gọi sơ đồ này là sơ đồ ngã ba Hubble. Trong biểu đồ ngã ba Hubble, các thiên hà được chia thành bốn nhóm chính theo cấu trúc hình thái của chúng; thiên hà xoắn ốc (thiên hà xoắn ốc), thiên hà elip, thiên hà dạng thấu kính và thiên hà không đều.

Biểu đồ ngã ba Hubble là một biểu đồ được phát triển bởi Edwin Hubble vào năm 1926 cho thấy sự phát triển (tiến hóa) của các thiên hà theo thời gian. Vào thời điểm đó, Hubble nghĩ rằng các thiên hà ở bên trái trong biểu đồ này là thiên hà sớm và những thiên hà ở bên phải là thiên hà muộn . Tuy nhiên, ngày nay người ta biết rằng biểu đồ này là một cách giải thích sai lầm về sự tiến hóa của các thiên hà. Tuy nhiên, danh pháp của loại sớm và loại muộn vẫn được sử dụng trong thiên văn học.

Tin liên quan:   Chatbot là gì?

Theo sơ đồ này, các thiên hà được sinh ra lần đầu tiên là các thiên hà hình elip có hình cầu, và vòng tròn này trở nên phẳng dần theo thời gian. Các thiên hà hình elip cũng được phân loại theo kurtosis của chúng. Các lớp này được hiển thị trong hình ảnh là E0, E3 và E7. Công thức được sử dụng để phân loại này như sau.

E = 10 x (1 – b / a)

Trong phương trình này, a đại diện cho nửa trục chính của hình elip và b đại diện cho nửa trục nhỏ của hình elip.

Các thiên hà loại S0, đến sau các thiên hà hình elip trong biểu đồ và nằm ngay đầu ngã ba, là loại thiên hà được gọi là thiên hà dạng thấu kính ngày nay. Cả hai nhóm đến sau và hình thành ngã ba đều là các phân lớp khác nhau của thiên hà xoắn ốc. Các nhánh xoắn ốc của các thiên hà xoắn ốc ở trên cùng bắt đầu trực tiếp từ chỗ phình trung tâm, trong khi các nhánh của các thiên hà xoắn ốc, ký hiệu là SB (a, b, c) ở phía dưới, không bắt đầu trực tiếp từ chỗ phình trung tâm, mà từ một thanh đi qua tâm được tạo thành bởi các ngôi sao (do đó có tên là thiên hà xoắn ốc có thanh). Ngoài ra còn có loại thiên hà vô định hình, nơi các hình dạng hoàn toàn kỳ dị, không giống bất kỳ hình học cụ thể nào, và có thể có các hình dạng hoàn toàn khác nhau.

Các thiên hà xoắn ốc (Spiral Galaxies)

Các thiên hà xoắn ốc (thiên hà xoắn ốc) bao gồm một vùng sáng hơn và phồng lên (phồng lên) ở trung tâm do hàm lượng sao dày đặc, và các nhánh xoắn ốc bao quanh vùng này. Các nhánh xoắn được căn chỉnh để tạo thành một đĩa tương đối phẳng, nhưng đĩa này có độ dày nhỏ. Ngoài ra, có một vầng hào quang bao quanh các thiên hà xoắn ốc . Quầng thiên hà là một cấu trúc có mật độ rất thấp, chủ yếu bao gồm khí và bụi bao quanh thiên hà và bao quanh nó theo kiểu hình cầu. Trong khi vầng hào quang này và phần lồi trung tâm mà chúng ta vừa đề cập chủ yếu được tạo thành từ các ngôi sao già hơn, các nhánh xoắn ốc thường được tạo thành từ bụi, khí và các ngôi sao tương đối trẻ hơn.

lược đồ thiên hà xoắn ốc Thiên hà là gì?  Các loại Thiên hà, Sự hình thành và Tiến hóa

Hình ảnh trên tóm tắt một cách sơ đồ cấu trúc của các thiên hà xoắn ốc. Phần được hiển thị dưới dạng “phần phình ra” đại diện cho vùng phồng lên của các ngôi sao cũ hơn. Vùng có màu vàng mờ hơn, bao gồm toàn bộ thiên hà, là vầng hào quang của thiên hà; Các điểm nhỏ gọi là “cụm sao cầu” trong vùng này đại diện cho các cụm sao hình cầu nằm rải rác trong vùng này.

Hình ảnh dưới đây cho thấy thiên hà Pinwheel (M101), một thiên hà xoắn ốc. Vì thiên hà này gần như vuông góc với đường nhìn của chúng ta, các cấu trúc cánh tay xoắn ốc có thể nhìn thấy rõ ràng.

thiên hà xoắn ốc Thiên hà là gì?  Các loại Thiên hà, Sự hình thành và Tiến hóa

Các thiên hà elip

Các thiên hà hình elip có thể có hình tròn hoặc hình bầu dục. Trong loại thiên hà này, các ngôi sao nói chung phân bố đều khắp thiên hà, có nghĩa là mật độ sao của thiên hà xấp xỉ như nhau trong toàn bộ (ngoại trừ ở trung tâm của nó). Cũng giống như các thiên hà xoắn ốc, chúng có một vầng hào quang và một vùng phồng lên với các ngôi sao dày đặc hơn ở trung tâm của chúng. Tuy nhiên, không giống như các thiên hà xoắn ốc, chúng không giống như một đĩa phẳng. Các ngôi sao trong loại thiên hà này là những ngôi sao tương đối già hơn.

Tin liên quan:   Khí hậu ở Malaysia: Các loại và điều kiện của gió

Các thiên hà hình elip lớn nhất được biết đến trong vũ trụ có thể chứa tới một nghìn tỷ ngôi sao và có chiều ngang hai triệu năm ánh sáng. Những thiên hà này được gọi là thiên hà elip khổng lồ . Nhưng tất nhiên, không phải tất cả các thiên hà elip đều là thiên hà elip khổng lồ. Ngoài ra còn có những thiên hà nhỏ hơn, và một số được gọi là thiên hà elip lùn , tùy thuộc vào kích thước của chúng .

Thiên hà dạng thấu kính

Hình dạng của các thiên hà dạng thấu kính nằm giữa các thiên hà xoắn ốc và elip. Cũng giống như các thiên hà xoắn ốc, chúng có một đĩa mỏng, quay và một vùng phồng lên ở trung tâm của chúng, nhưng chúng không có các nhánh xoắn ốc; Giống như các thiên hà elip, chúng cũng chứa một lượng nhỏ bụi và vật chất giữa các vì sao. Các loại thiên hà này hầu hết được hình thành trong các vùng đông đúc của vũ trụ. Thiên hà Sombrero mà bạn nhìn thấy trong hình ảnh dưới đây là một trong những ví dụ nổi tiếng nhất về thiên hà dạng thấu kính. Nó cũng cho thấy rõ những thiên hà như vậy trông như thế nào.

thiên hà sombrero Thiên hà là gì?  Các loại Thiên hà, Sự hình thành và Tiến hóa

Các thiên hà không đều

Thiên hà không đều là những thiên hà vô định hình không có hình dạng xác định nhưng có thể được tìm thấy với các hình dạng khác nhau. Nguyên nhân của sự biến dạng như vậy thường là nhiễu loạn trọng trường hoặc va chạm (sáp nhập). Các thiên hà Antenna (NGC 4038/4039) trong hình ảnh dưới đây thực sự đang hợp nhất và sẽ tạo thành một thiên hà duy nhất. Đúng như dự đoán, những vật ban đầu có dạng xoắn ốc hoặc hình elip có thể trở nên bất thường do tương tác như vậy.

hợp nhất các thiên hà ăng ten kiểu thiên hà không đều

Với tác động của vụ va chạm, các quá trình khác nhau cũng có thể phát huy tác dụng. Trong trường hợp thiên hà ăng-ten, đây là khi một đám mây khí và bụi trộn lẫn với từ trường, kích hoạt quá trình hình thành sao nhanh chóng.

Sự hình thành Thiên hà

Nhiều mô hình giải thích sự hình thành và tiến hóa của thiên hà dựa trên những gì chúng ta biết về vũ trụ sơ khai; Kiến thức của chúng ta về vũ trụ sơ khai dựa trên các mô hình về bức xạ phông vi sóng vũ trụ , tàn tích của vụ nổ lớn. Trong những ngày đầu của vũ trụ, vật chất không thể ngưng tụ và hình thành các cục do nhiệt độ cao. Tuy nhiên, khi vũ trụ giãn nở và nguội đi theo thời gian, các khối khí và bụi hình thành. Theo thời gian, những cụm lớn này ngưng tụ và sụp đổ dưới trường hấp dẫn của chính chúng, tạo thành các thiên hà.

Có hai mô hình quan trọng giải thích sự hình thành thiên hà. Này; Chúng là mô hình từ trên xuống và từ dưới lên . Trong khi mô hình đầu tiên cho rằng các thiên hà được hình thành do sự sụp đổ của các đám mây khí rất lớn thành chính chúng; Mô hình thứ hai cho rằng các thiên hà được hình thành do sự va chạm và hợp nhất của các đám mây khí nhỏ hơn.

Mặc dù sự hình thành của các thiên hà là tương tự nhau, nhưng diện mạo của chúng sau khi hình thành lại khác nhau. Các kiểu hình thành thiên hà khác nhau được cho là phụ thuộc vào mômen động lượng của đám mây khí hoặc những đám mây ban đầu hình thành nó. Nếu thiên hà nguyên thủy này được hình thành sau một vụ va chạm hoặc sụp đổ có momen động lượng lớn, thì thiên hà tạo thành có xu hướng hình thành một hệ thống quay nhanh (thiên hà xoắn ốc) với cấu trúc phẳng; khi nó có mômen động lượng tương đối nhỏ, nó có xu hướng hình thành một hệ thống hình cầu hơn (thiên hà elip). Ngay cả ngày nay, chủ đề về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà vẫn còn gây tranh cãi và chứa đựng nhiều câu hỏi cũng như mô hình đang chờ được tiết lộ.

Tin liên quan:   10 Phạm vi của Quản lý Nguồn nhân lực Khu vực Công

Tiến hóa Thiên hà

Các thiên hà có thể không giống nhau mãi mãi sau khi hình thành. Sau một khoảng thời gian nhất định, chúng có thể thay đổi hình dạng, nghĩa là, tiến hóa, do cái chết của các ngôi sao đã hình thành chúng, va chạm với thiên hà khác hoặc bị ảnh hưởng bởi trường hấp dẫn của thiên hà khác. Chúng ta có thể chia sự tiến hóa của thiên hà thành ba lớp; tiến hóa thụ động, tiến hóa do tương tác với các thiên hà khác, và tiến hóa thế tục.

Tiến hóa thụ động

Đó là một kiểu tiến hóa trong đó thiên hà vẫn còn nguyên vẹn bằng cách không va chạm hoặc tương tác với các thiên hà khác, không có sự hình thành sao mới liên tục. Những ngôi sao rất sáng, có khối lượng lớn trong những thiên hà này cuối cùng thoát ra khỏi pha của dãy chính và trở thành những ngôi sao khổng lồ đỏ, khiến thiên hà ngày càng có vẻ ngoài mờ hơn, hơi đỏ. Đây là cách các thiên hà hình elip sơ khai vẫn bị cô lập trong vũ trụ tiến hóa.

Sự tiến hóa là kết quả của sự tương tác với các thiên hà khác

Các thiên hà tương tác với các thiên hà khác có thể kích hoạt sự hình thành sao mới. Trong trường hợp như vậy, cấu trúc, màu sắc và độ sáng của thiên hà sẽ thay đổi. Sự hình thành sao mới làm tăng độ sáng của thiên hà, trong khi sự hiện diện của các ngôi sao trẻ hơn và khối lượng lớn hơn khiến nó có màu hơi xanh hơn. Tất nhiên, theo thời gian, cũng giống như trong quá trình tiến hóa thụ động, những ngôi sao mới này sẽ xuất hiện từ pha của dãy chính và các đặc điểm của thiên hà sẽ trở lại như trước khi va chạm.

Nhưng cũng có thể sự tương tác (hoặc va chạm) này sẽ không dẫn đến sự hình thành sao. Trong trường hợp như vậy, chỉ có cấu trúc của thiên hà thay đổi, còn màu sắc và độ sáng của thiên hà vẫn giữ nguyên. Vì vậy, một thiên hà xoắn ốc đến một thiên hà thấu kính; Thiên hà dạng thấu kính có thể biến thành thiên hà hình elip.

Tiến hóa thế tục

Tiến hóa thế tục là một sự tiến hóa chậm và ổn định. Sự tiến hóa như vậy xảy ra là kết quả của việc các thiên hà tương tác với vật chất xung quanh chúng trong một thời gian dài (ví dụ như thu thập khí). Hoặc quá trình này được định hình bởi các quá trình cấu trúc bên trong gây ra bởi các cánh tay hoặc thanh xoắn ốc. Vì lý do này, sự tiến hóa thế tục đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của các thiên hà có cấu trúc đĩa, và nó được cho là ảnh hưởng ít hơn đến sự hình thành của các thiên hà hình elip.

Leave a Comment