Füüsika referaat - Galaktikate teke (1)

Võnnu Keskkool
GALAKTIKATE TEKE
Füüsika referaat
Autor: Ragne Poks
Klass:12
Juhendaja: Tiit Viileberg
Võnnu 2012

Sisukord

Sisukord 1
Sissejuhatus 3
Galaktikate teke 4
Galaktikate tekke algus – jahtudes kokkutõmbuv gaasipilv 6
Kokkuvõte 8
Kasutatud kirjandus 9
Sissejuhatus 3
Galaktikate teke 4
Tähesüsteemide mitmekesisus 4
Alguses olid juhuslikud häiritused 5
Galaktikate tekke algus – jahtudes kokkutõmbuv gaasipilv 6
Kokkuvõte 8
Kasutatud kirjandus 9

Sissejuhatus

Käesolev referaat käsitleb galaktikate teket. Töö eesmärk on ülevaate andmine galaktikate tekkimisest. Galaktikad koosnevad tähtedest, tolmust ning gaasist. See kuidas nad tekkisid oli veel kümme kuni viisteist aastat tagasi ebalev.Nad on väga keerulise ehitusega ning galaktikaid saab ka liigitada. On olemas elliptilised galaktikad, spiraalsed galaktikad ning ebaregulaarsed galaktikad.Galaktikaid liigitatakse ka suuruse järgi, näiteks kääbusgalaktikad ning massiivsed galaktikad.

Galaktikate teke

Valdav osa ainest Universumis (tähed, gaas ,tolm, planeedid ) on koondunud galaktikasse, keskkonda, kus tähed tekivad, arenevad ja surevad.Kuidas aga galaktikad sündisid? Kümme-viisteist aastat tagasi vastati sellele küsimusele ebakindlalt.Praegu vaadeldakse väga noori galaktikaid ja ollakse vastusele palju lähemal.
Tähesüsteemide mitmekesisus
Galaktikad on on üsna keerulise ehitusega tähesüsteemid, neis on mitmeid erinevaid tähepõlvkondi, millede ruumijaotus on erisuguse väljanägemisega.Mõned galaktikad on uhke spiraalmustriga kettad, teistel on sileda muna kuju, kolmandatel on jälle mitmesugused “sillad” ja “ vuntsid ”, mis ulatuvad naabergalaktikateni. Seepärast on kõigi nende ehitust ja teket korraga raske mõista ning kasulikum on alustada lihtsamast.
Kõige lihtsam tähesüsteem on kerasparv – kerakujuline, umbes saja tuhande üsna sarnase tähe kuhjum.Kuigi kerasparved on väga vanad ( umbes kümne miljardi aasta ringis ), ja me pole nende tekkimist näinud, oskame me seda seletada.
Kui suurem kosmiline gaasipilv oma raskusjõu mõjul kokku langeb, muutub see tihedamaks ja temas tekivad esimesed tähed – seda räägib meile füüsika ning seda juhtub praegugi meie enda Galaktikas, küll väiksemates pilvedes ja ühe-kahe tähe haaval. Seejärel üsna varsti, juba mõnekümne miljoni aasta pärast plahvatavad neist massiivsemad ja seetõttu kiiremini arenenud tähed supernoovadena. Et kerasparve mass on suhteliselt väike , siis paiskavad supernoovade plahvatused kogu allesjäänud gaasi kerasparvest välja. Tulemusena pole enam millestki uusi tähti ehitada ning kerasparv jääb aeglaselt surema. See kestab kaua, sest väiksema massiga tähed ei kavatse niipea plahvatada ega maha jahtuda.
Samad protsessid (gaasi tihenemine raskusväljas, tähtede teke, gaasi kadu) toimuvad kindlasti ka galaktikate tekkel. Kuigi mitmetel galaktikatel on palju ühiseid jooni, ja leidub ka äravahetamiseni sarnaseid, on neid siiski väga palju erinevaid tüüpe. Vaevalt,et galaktikad on erineval viisil tekkinud, lihtsam on oletada, et eri tüüpi galaktikad tekkisid erinevast algseisust.Galaktikate tekke valmistab ette Universumi üldine areng ja jahtumine ning esialgsete imeväikeste häirituste kasv aine tihedus- ja kiirusväljades.
Maailmaruumis on palju erineva suuruse ja kujuga galaktikaid. Kui astronoomid õppisid avastama teleskoopide abil galaktikaid, märkasid nad nende vahel mitmeid erinevusi värvuses, kujus ja suuruses. 1926 aastal otsustas astronoom Edwin Hubble galaktikate hulgas korra majja luua ja välja mõelda mingid galaktikate liigitamise alused. Näiteks võiks galaktikaid liigitada värvuse järgi, sest galaktikad paistavad läbi teleskoobi erinevat värvi.
Alguses olid juhuslikud häiritused
Kui Universum oleks oma sünnist peale absoluutselt sile olnud, poleks meid praegu siin. Struktuuri tekkeks Universumis on kindlasti vaja kahte asja – jõudu, mis struktuuri kasvataks, ja midagi, millest kasvatada (need ongi alghäiritused). Universumi algetappide füüsika ennustab,et alghäiritused olid küll juhuslikud, kuid teatud kindlal moel ja viimase paari-kolme aasta vaatlused on seda ka kinnitanud.
Need alghäiritused viivad esimeste galaktikate tekkele ajal, mil Universumis olid kõik kaugused umbes neli korda väiksemad, kui praegu (Universum ju laieneb ), ja sealtkandist on ka midagi paista – nii kaugelt ja nii ammu säravad meile kõige kaugemad kvasarid. Kvasareid peetakse praegu aktiivseteks galaktikatuumadeks ja seega kuulutavad nad just tekkinud galaktikatest.
Kvasarite spektritest vaadeldud neeldumisjoonte põhjal saame rekonstrueerida füüsikalisi tingimusi noores Universumis – kauge kvasar on nagu röntgeniaparaat, mis vahepealse aine kenasti läbi valgustab. Nii teamegi,et gaas , millest galaktikad tekivad , on küllaltki jahe. Teisalt saame galaktikate massidest hinnata ürg-galaktikate tasakaalutemperatuuri, mis on üle miljoni kraadi. Kuna me sellist gaasi ei näe, peavad galaktikad tekkima külemate gaaspilvede koondumisel ja põrkumisel.

Galaktikate tekke algus – jahtudes kokkutõmbuv gaasipilv

Galaktikasuurune algne gaasipilv koosneb iseenda üldises raskusväljas küllalt kiiresti liikuvatest pisematest gaasipilvedest. Need pilved põrkuvad omavahel ja kuna pilvede omavahelised kiirused on hulga suuremad pilveaine soojuskiirusest, tekivad põrkumisel kindlasti lööklained.Lööklaine kuumutab pilveaine üles ja hajutab selle. teiselt poolt võivad aga lööklaine tekitatud tihendid ka kiiresti jahtuda ja muutuda tähtedeks. Kuna põrgetel hajub osa pilvede liikumise energiast, langevad põrkunud pilved protogalaktika keskme suunas.
Tähed ei põrku omavahel praktiliselt kunagi, sellepärast jäävad nad pärast tekkimist tiirlema umbes sama kaugele orbiidile, kus pilvede põrge toimus.Galaktika keskosas, kus pilvi on tihedamalt, tekivad esimesed tähed varem ning sinna sajab pidevalt hajunud gaasi juurde. Et esimeste massiivsete tähtede eluiga on palju lühem kollapsi ajast, siis jõuavad esimesed tähed oma sisemustes toota metalle ja paisata supernoova plahvatustena välja juba raskemate elementidega rikastatud gaasi. Piisavalt jahtunud gaasist saab jällegi tekkida uus põlvkond tähti.
Kuigi protogalaktikas on esimesed tähed juba tekkinud, kestab galaktika kujunemine edasi. Kaugemalt tulevad pilved jõuavad protogalaktikani hiljem, kukuvad juba poolenisti valmis tähegalaktikasse ja tiirlevad tasapisi galaktika keskosa poole. Neid pidurdavad tähed, mis pilvede liikumisenergia arvel oma liikumist kiirendavad. Siin muutub oluliseks see,et kaugemalt tulnud pilvedel on ka suurem pöörlemishulk galaktika suhtes – nad panevad tasapisi pöörlema tähepere kui terviku. Need pilved, mis jõuavad tähegalaktika keskele ja põrkuvad seal vastutulevatega , moodustavad pöörleva tähe- ja gaasiketta. Nii peaksid tekkima spiraalgalaktikad.
Seega langeb tekkivale galaktikale kaugemalt, galaktikatevahelisest keskkonnast pidevalt gaasi juurde. Kuna kaugelt pärit gaasipilvel on pikk tee tulla, kestab see protsess tänapäevalgi.Pealelangev gaas võib galaktikas leiduvat gaasi olulisel määral kuumutada, see aga võib edasist tähtede teket aeglustada või isegi mõneks ajaks peatada. Nii ongi leitud galaktikaid, kus on kunagi ammu toimunud esimene tähetekkelaine, aga seejärel on täheteke mitmeks (5-7) miljardiks aastaks peatunud. Üks selline – lõunapoolkera elanikele tuntud Suur Magalhaesi Pilv on isegi väga lähedal ( teda võib selgetel öödel palja silmaga näha, seda küll väikese udulaiguna).
Galaktikate tekkes osalev aine on seega algusest peale koosnenud vahetpidamatult kuumenenud ja jahtunud aine segust. See pilt võib mõnelegi perenaisele tuttav näida, kavalamad road tahavad tihti keerukamat soojendamis-jahutamistööd.

Kokkuvõte

Selle materjali läbitöötamine oli väga huvitav ning uusi teadmisi pakkuv . Töö põhieesmärk oli teada saada, mil viisil galaktikad tekkivad ning millest nad saavad tekkida.Kuna galaktikad paistavad läbi teleskoobi erinevat värvi, siis astronoom Edwin Hubble otsustas välja mõelda mingid galaktikate liigitamise alused. Näiteks võiks galaktikaid liigitada ka värvuse järgi.
Kui Universum oleks olnud algusest peale sile, siis poleks meid praegusel hetkel olemas.

Kasutatud kirjandus

Rein Veskimäe – “Universum”
http://www.miksike.ee/docs/elehed/4klass/1kosmos/elutuba/kuidas.ht m