Galaktikad (0)

Saku Gümnaasium
Galaktikad
Referaat füüsika astronoomiakursuses
Koostaja : Evely Auger
9.B klass
Saku 2010
SISUKORD
KUIDAS LIIGITADA GALAKTIKAID ? 4
MILLISED ERINEVAID GALAKTIKAID ON OLEMAS? 5
GALAKTIKATE TEKE 6
KUI PALJU NEID ON ? 7
MIDA SISALDAVAD GALAKTIKAD VEEL PEALE TÄHTEDE? 7
KOKKUVÕTTE 9
SISSEJUHATUS
Selles referaadis käsitletakse galaktikat. Kuidas see tekkis, millest see koosneb ja kui palju on üldse galaktikaid. Lähemalt on räägitud ka meie kodugalaktikast Linnuteest .
Töö eesmärgiks on õppida tundma paremini galaktikaid ning nende ehitust .
MIS ON GALAKTIKAD?
Nad on koosnevad tähtedest, kosmilisest tolmust ja gaasist, mida hoiab koos galaktika külgetõmbejõud.
Igas galaktikas on miljardeid tähti. Galaktika keskme ümber asuvad vanemad tähed ja kerasparved ( miljonitest tähtedest koosnevad kerakujulised täheparved). Nooremad tähed tiirlevad galaktika ümber olevas lamedamas ruumiosas. Kõige nooremad tähed ja hajusparved (paarisajast tähest koosnevad korrapäratud täheparved) koos gaasi ja tolmuga moodustavad kettakujulise õhukese kihi, mis justkui jagab galaktikad pooleks.
Galaktikate läbimõõt võib olla mõnest valgusaastast paarisaja tuhande valgusaastani.[1]

KUIDAS LIIGITADA GALAKTIKAID?

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.
Võib liigitada ka suuruse järgi, nimetades väikeseid galaktikaid kääbusteks ja suuri massiivseteks.
Pärast mõningast arutelu otsustas ta liigitada galaktikaid kuju järgi.
Kuju järgi võib galaktikate hulgas näha:
Elliptilisi galaktikaid
(sarnanevad kokkusurutud kerale)
Spiraalseid galaktikaid
(galaktika keskel asub tihe tuum, millest väljub 2 tähtedest ja gaasist koosnevat spiraaliharu)
Ebaregulaarsed galaktikad [1]

MILLISED ERINEVAID GALAKTIKAID ON OLEMAS?

Galaktikad on piisavalt suured, et uurida nende kuju ja struktuuri. Visuaalsete vaatluste põhjal võib eristada kolme põhitüüpi -- elliptilisi, spiraalseid ja korrapäratuid galaktikaid. Fotograafia kasutuselevõtt tõi ilmsiks hulgaliselt detaile, mida silm ei erista -- see aitas veelgi täpsustada galaktikate klassifikatsiooni.
1926. a. E. Hubble'i poolt loodud klassifikatsioon , mida kuju järgi ka "helihargiks" nimetatakse, eristab kolme põhitüüpi:
Elliptilised (E) galaktikad on ümmarguse või pikliku kujuga, nende heledus väheneb ühtlaselt serva suunas. Elliptilisi galaktikaid saab klassifitseerida lapikuse järgi; lapikust väljendav tüübinumber N leitakse valemiga kus a ja b on vastavalt kujutise pikem ja lühem läbimõõt. Loomulikult näitab number vaid seda, millisena paistab galaktika meilt vaadatuna.
Spiraalsed (S) galaktikad võivad olla väga erinevad alates korrapärasest kaheharulisest spiraalist kuni kitsa, keskelt pisut paksema "värtnani". Hubble'i klassifikatsioon lähtub oletusest, et tegu on kahest allsüsteemist koosneva liitsüsteemiga. Neist esimene, sfääriline allsüsteem mõhn (ingl. bulge), on üsna sarnane elliptilise galaktikaga. Teine, ketas , on sarnane eelmisest punktist tuttava Linnutee kettaga. Kõige ilmekamaks detailiks spiraalgalaktikate juures on kaks või rohkem spiraalharu , mis koosnevad heledatest tähtedest ja täheparvedest. Spiraalharude siseküljel on tumedad tolmuribad; kui galaktika paistab meile serviti, näeme, et ketta tasandis varjab tolm nii mõhna kui spiraalharude valguse.
Spiraalgalaktikate alamklassid väljendavad sfäärilise ning lapiku allsüsteemi suhtelisi mõõtmeid ning heledust. Klass S0 on peaaegu elliptiline, teda nimetatakse ka läätsekujuliseks galaktikaks. Sellise süsteemi ketas on vaid pisut suurem sfäärilisest osast, spiraalharud puuduvad täiesti.
Klassid Sa - Sd omavad selget, tuumast algavat spiraali . Klass Sa on kõige "toekama" mõhnaga ning kõige tihedamalt keerduva spiraaliga. Järgmiste klasside juures sfäärilise süsteemi läbimõõt väheneb ja ketta (spiraalharude) heledus kasvab; ka kasvab spiraali "tõusunurk". Klassil Sd mõhn puudub, näha on vaid hele tähesarnane tuum.
Kolmas Hubble'i klass, varbspiraalsed (SB) galaktikad, on põhijoontes sarnane tavaliste spiraalidega. Ainsaks ja otsustavaks erinevuseks nende kahe klassi vahel on tuuma ja spiraali ühendav sirge " varras ", harudest tavaliselt tuhmim, samuti tolmuribasid sisaldav moodustis. Spiraali otsad on ühenduspunktis varvaga risti, ulatudes varasematel tüüpidel (SBa, SBb) mõnikord sellest isegi üle. Alamklassid moodustatakse samal põhimõttel kui tavalistel spiraalidel. [2]

GALAKTIKATE TEKE

Et nii tähed kui galaktikad saavad kujuneda ainult hajusast gaasipilvest gravitatsioonijõu toimel, on palju sarnast ka nende evolutsiooni teooriates. Elliptilise galaktika teke on sarnane tähe sünniga, spiraalgalaktika -- õigemini küll selle ketta oma aga planeedisüsteemi kujunemisega.
Oluliseks erinevuseks on võrreldamatult suurem mastaap (protogalaktika läbimõõt on prototähe omast miljon korda suurem), mis teeb kokkukukkumise aja pikemaks. Seetõttu võib kokkukukkuv gaasipilv jaguneda ammu enne suurte tihedusteni jõudmist tähtedeks, mistõttu seesmist rõhku ei teki -- galaktika kujuneb mitte gasodünaamika, vaid stellaardünaamika seadustele vastavalt. Muu osa, kaasa arvatud "üle jäänud" hajusaine laialipuhumine valgusrõhu poolt, on sama, mis tähe kujunemisel.
Niisiis kujuneb protogalaktika kokkutõmbumise käigus kaks populatsiooni: tähepilv ja gaasiketas. Nende vahekord sõltub pöörlemise olemasolust, viimane omakorda kollapsi sümmeetriast. Tähepilv on suhteliselt väikeste mõõtmete ning suure tihedusega, mistõttu ta stabiliseerub kiiresti elliptilise galaktika või spiraalgalaktika mõhna kujul; ketta areng võtab tunduvalt rohkem aega. [3]

KUI PALJU NEID ON ?

Herscheli 5000 galaktikast oli ainult algus , suuri katalooge on tehtud ka hiljem. Viimases visuaalsete vaatluste järgi tehtud kataloogis (J. Drayer, 1908) on üle 13 000 galaktika.
Fotograafia kasutuselevõtt lihtsustas tunduvalt galaktikate loendamist. Tänapäeva kataloogidest suurim -- Oxfordi Ülikooli teadlaste koostatud elektrooniline lõunataeva kataloog piirküündivusega 20 tähesuurust -- sisaldab üle 2 miljoni galaktika (400 galaktikat iga ruut-kaarekraadi kohta).
Kasutades kosmoseteleskoopi ning tundlikke kiirgusvastuvõtjaid, võib piirtähesuurust veelgi tõsta. 1995. a. lõpus Hubble'i kosmoseteleskoobiga tehtud proovivaatlustel Suure Vankri tähtkujus jõuti 30. suurusjärguni. Nende uuringute põhjal võib kinnitada, et mingit "piiri" galaktikate maailmal ei ole: Hubble'i teleskoobi pildil loendatakse ühel ruutkaareminutil üle 1500 galaktika ning ainult 3 (!) meie Galaktika tähte. [3]

MIDA SISALDAVAD GALAKTIKAD VEEL PEALE TÄHTEDE?

Lisaks tähtedele on galaktikates üsna suurtes kogustes (meie Galaktikas vähemalt 2% kogumassist) gaasi ja tolmu. Paistab see meile vaid siis, kui teda valgustavad lähedal asuvad tähed (hele udu) või kui tolmupilv varjab tema taga olevate tähtede valguse (tume udu).
Enamus gaasist jääks nähtamatuks, kui ei oleks õnnelikku juhust: hajusainest 90% moodustav vesinik kiirgab Maa atmosfääri hästi läbivaid raadiolaineid lainepikkusega 21 cm. See kiirgus lubab suure täpsusega määrata kosmilise vesiniku hulka ning selle liikumist vaatleja suhtes [3]
Viimaste aastate jooksul on astronoomid kindlaks teinud, et enamik kui mitte kõik galaktikad sisaldavad oma tuumas musta auku . Võiks eeldada, et must auk moodustub pärast galaktika teket ning kasvab ajapikku suuremaks , kuid teadlased arvavad , et protsess võib olla täpselt vastupidine .[7]
MEIE KODUGALAKTIKA : LINNUTEE
Nõrgalt helenduvat, ebaühtlase heledusega riba on vast igaüks mõnel pimedamal sügisööl tähele pannud . Eestis kutsutakse seda Linnuteeks, mujal maades kreeklaste eeskujul Piimateeks (kr. Galaktikos, ingl. Milky Way, sks. Milchstrasse). Riba moodustab tähistaevas 10-20-kraadise laiusega "tee", mille telgjoon kulgeb piki suurringi ja möödub taevapoolustest umbes 30 kraadi kauguselt . [3]
Meie Linnutee galaktika on spiraalne hiidgalaktika.
Tema läbimõõt on 100 000 valgusaastat ja ta koosneb enam kui 100 miljardist tähest.
Linnutee galaktika tuum on Päikese massist vähemalt miljard korda suurem.
Päike paikneb Linnutee galaktika tasandi läheduses, ühe spiraalharu sisemisel serval, 34 000 valgusaasta kaugusel galaktika tuumast.
Päike tiirleb koos oma planeetidega ümber galaktika keskme kiirusega 250 km/s. Ühe täistiiru galaktikas teeb Päike 200 miljoni aasta jooksul.
Meie saame vaadelda Linnutee galaktikat vaid seestpoolt.Seepärast paistab enamik tähti meile heleda vööna, mida kutsume Linnuteeks.
Ainult heledamad tähed on Linnuteest eristatavad.
Kui aga tahame näha teisi galaktikaid, siis peame suunama teleskoobi Linnutee tasandist kõrvale.
Meie Linnutee galaktikal on 2 kaaslast - Suur- ja Väike Magelhaesi Pilv, mis asuvad meist 200 000 valgusaasta kaugusel. Mõlemad on korrapäratud galaktikad, mida on võimalik vaadelda Maa lõunapoolkeralt.
Lähim spiraalne galaktika - Andromeeda udukogu - asub meist 2 miljoni valgusaasta kaugusel [4]

KOKKUVÕTTE

See referaat andis mulle palju juurde. Nüüd ma tean täpselt, mis asi on galaktiga, kuidas see tekkis ja mis on selle koostiseks. Tegelikult võiks või peaks iga inimene teadma natukenegi, mis seal üleval kosmoses toimub .
KASUTATUD KIRJANDUS :
1. http://miksike.ee/documents/main/elehed/4klass/1kosmos/elutuba/kuidas.ht m
2. http://opik.obs.ee/osa4/ptk02/box01.html
3. www.rrg.edu.ee/~ klas /gal.doc
4. http://www.miksike.ee/docs/elehed/4klass/1kosmos/elutuba/meie.ht m
5. http://opik.obs.ee/osa4/ptk04/tekst.html
6. http://www.aai.ee/~urmas/ast/galA.html
7. Kumb oli enne – galaktika või must auk? – Äripäev . 08.01.2009.
LISA
Joonis. Galaktika pindheleduse vähenemine tsentrist eemaldumisel
a) elliptiline, b) spiraalgalaktika. Piir 24m ruutkaaresekundilt vastab öötaeva keskmisele heledusele.
Tolm spiraalgalaktikas. Serviti paistva galaktika tasandi lähedal on tähtede valgus tolmupilvede poolt varjatud. [5]
Joonis illustreerib Linnutee tumeaine halo kuju ja orientatsiooni. Päikese asukoht joonisel on märgitud kollase täpikesega.
PILDIL: See taeva panoraamvaade kujutab endast tegelikult 1940'ndal aastal kahe eestlase, Martin ja Tatjana Keskküla poolt Lundi Observatooriumis Knut Lundmarki juhendamisel koostatut joonist. Joonisele on käsitsi kantud kõigile kuni 8-nda tähesuuruse tähtedele vastavad punktid, milliste suurused on valitud võrdelistena vastava tähe näiva heledusega. Tulemuseks on praktiliselt foto kvaliteediga pilt meie Linnuteest, kus Galaktika tasand kulgeb horisontaalselt keskel, Galaktika põhjapoolus on ülal ja lõunapoolus all. Galaktika kese on joonise keskel, Linnutee kaks kääbuskaaslast, Suur- ja Väike Magalhãesi Pilv on nähtavad joonise alumises parempoolses osas ja näiteks Orioni tähtkuju asub pildi parempoolse serva lähedal just Linnutee tasandi all. [6]
12