Thực đơn
Thiên_hà
Các thiên hà có ba kiểu hình thái chính: elip, xoắn ốc, và dị thường. Ngoài ra cách miêu tả chi tiết hơn cấu trúc thiên hà dựa trên hình dáng của chúng được Hubble nêu trong dãy phân loại của ông. Vì dãy này hoàn toàn dựa trên hình thái biểu kiến của thiên hà, cách phân loại này không thể hiện được một số đặc tính quan trọng của thiên hà như tốc độ hình thành sao (trong các thiên hà bùng nổ sao) và sự hoạt động tại trung tâm (trong thiên hà hoạt động).[7]
Hệ thống phân loại Hubble đánh giá thiên hà elip dựa trên cơ sở hình dáng elip của chúng, đi từ E0, với thiên hà có dạng gần hình cầu, cho đến E7, với hình dáng thuôn dài. Những thiên hà này giống với khối ellipsoid khiến cho chúng hiện ra như là hình elip khi nhìn dưới một góc. Hình thái này thể hiện rất ít đặc điểm về cấu trúc và thường có tương đối ít vật chất liên sao trong thiên hà elip. Hệ quả là những thiên hà này có ít các cụm sao phân tán và tốc độ sản sinh các ngôi sao mới là thấp. Thay vào đó trong các thiên hà này chứa phần lớn các ngôi sao già trong giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa, quay xung quanh khối tâm hấp dẫn chung theo những hướng ngẫu nhiên. Các ngôi sao này chứa lượng nhỏ các nguyên tố nặng bởi vì sự hình thành sao giảm đi sau quá trình bùng nổ ban đầu. Trong khía cạnh này các thiên hà elip có tính chất tương tự như các cụm sao cầu nhỏ hơn rất nhiều.[57]
Các thiên hà lớn nhất trong vũ trụ quan sát được là các thiên hà elip. Các nhà thiên văn học tin rằng nhiều thiên hà elip hình thành từ quá trình tương tác giữa các thiên hà, kết quả của sự va chạm hay sáp nhập thiên hà. Dẫn tới chúng có thể lớn đến một kích thước khổng lồ (so với các thiên hà xoắn ốc chẳng hạn), và các thiên hà elip khổng lồ thường nằm gần trung tâm của các đám thiên hà lớn.[58] Thiên hà bùng nổ sao hình thành từ va chạm thiên hà và theo thời gian có thể hình thành lên thiên hà elip.[57]
Thiên hà xoắn ốc là loại thiên hà mà các ngôi sao phân bố theo hình xoắn ốc về phía tâm. Mặc dù các ngôi sao và đa số những vật chất khả kiến khác trong thiên hà loại này nằm trên một mặt phẳng, khối lượng chủ yếu của thiên hà xoắn ốc tập trung tại miền hình cầu của vật chất tối mở rộng bao lấy vật chất khả kiến.[59]
Các thiên hà xoắn ốc có cấu trúc một đĩa phẳng quay gồm các sao và môi trường liên sao, cùng với miền phình to ở trung tâm chứa chủ yếu các ngôi sao già cỗi. Mở rộng ra bên ngoài khu vực phình này là những nhánh xoắn ốc tương đối sáng. Trong biểu đồ phân loại của Hubble, thiên hà xoắn ốc được ký hiệu bằng chữ S, tiếp sau bởi các chữ (a, b, hay c) cho biết mức độ xếp chặt của các nhánh xoắn ốc và kích thước của miền phình trung tâm. Thiên hà kiểu Sa có các nhánh xoắn ốc xếp khít với nhau và không hiện lên rõ ràng giữa hai nhánh cũng như thiên hà có một vùng phình lớn ở trung tâm. Ở kiểu Sc thiên hà xoắn ốc có các nhánh xếp thưa và rõ ràng, trong khi miền phình không quá lớn ở trung tâm.[60] Thiên hà với các nhánh xoắn ốc xếp chặt đôi khi còn được các nhà thiên văn gọi là "thiên hà xoắn ốc kết bông"; ngược lại với kiểu "thiên hà xoắn ốc thiết kế lớn" mà có những nhánh xoắn ốc rõ ràng và lớn.[61]
Dường như lý do ở một số thiên hà xoắn ốc có miền phình lớn và một số thì dạng cấu trúc giống đĩa phẳng là ở chỗ tốc độ tự quay của thiên hà nhanh hay chậm.[62]
Các nhánh xoắn ốc có hình dáng xấp xỉ với đường xoắn ốc loga, một đường cong toán học có thể chứng minh bằng lý thuyết rằng nó là kết quả từ sự nhiễu loạn trong chuyển động quay đều của các ngôi sao quanh trung tâm thiên hà. Giống như những ngôi sao, các nhánh xoắn ốc quay quanh trung tâm nhưng với vận tốc góc khá đều nhau. Các nhà thiên văn học cho rằng nhánh xoắn ốc là những vùng tập trung vật chất mật độ cao miêu tả trong "lý thuyết sóng mật độ".[63] Khi những ngôi sao chuyển động trong nhánh, vận tốc của mỗi hệ sao được điều chỉnh bởi lực hấp dẫn từ những vùng có mật độ vật chất cao hơn. (Vận tốc của hệ trở lại bình thường khi hệ sao rời ra xa nhánh xoắn ốc.) Hiệu ứng này giống như "sóng" di chuyển chậm lại dọc theo đường cao tốc chứa đầy ô tô. Các nhánh hiện ra dưới bước sóng khả kiến bởi vì mật độ vật chất cao tạo điều kiện cho hình thành các ngôi sao mới, do vậy những nhánh xoắn ốc thường chứa nhiều ngôi sao trẻ và sáng.[64]
NGC 1300, thiên hà xoắn ốc có cấu trúc ngang.Đa số trong các thiên hà xoắn ốc, bao gồm Ngân Hà của chúng ta, có một dải phân bố các sao nằm thẳng mở rộng ra hai phía từ tâm thiên hà và có các điểm cuối của dải hòa trộn vào các nhánh xoắn ốc.[65] Trong sơ đồ phân loại Hubble, những thiên hà này được ông ký hiệu là SB, theo sau bởi các chữ thường (a, b hay c) tương ứng với hình dạng của các nhánh xoắn ốc (theo nghĩa giống với sự phân loại của các thiên hà xoắn ốc thường).Cấu trúc thanh thẳng được cho là dạng cấu trúc tạm thời mà xuất hiện từ kết quả của sóng mật độ từ lõi thiên hà phát ra bên ngoài, hoặc là do sự tương tác thủy triều hấp dẫn với các thiên hà khác.[66] Nhiều thiên hà xoắn ốc với cấu trúc thẳng ở trung tâm là những thiên hà có nhân hoạt động, có thể là kết quả từ các luồng vật chất khí tuôn về phía lõi thiên hà dọc theo các nhánh xoắn ốc.[67]
Ngân Hà có cấu trúc dạng đĩa lớn với các nhánh xoắn ốc và cấu trúc thẳng chạy qua tâm,[68] đường kính của nó vào khoảng 30 kiloparsec với bề dày của đĩa xấp xỉ 1 kiloparsec. Nó chứa khoảng 200 tỷ (2×1011) ngôi sao[69] và tổng khối lượng của Ngân Hà xấp xỉ 600 tỷ (6×1011) lần khối lượng Mặt Trời.[70]
Thiên hà dị thường là những thiên hà có cấu trúc bất thường do tương tác thủy triều với những thiên hà khác. Chẳng hạn như thiên hà hình vòng có cấu trúc giống một vòng đai chứa các sao và môi trường khí xung quanh một lõi trần trụi. Thiên hà hình vòng có khả năng hình thành khi có một thiên hà nhỏ hơn chuyển động vượt qua trung tâm của một thiên hà xoắn ốc.[71] Những sự kiện này có thể đã xảy đến với thiên hà Tiên Nữ, bởi khi quan sát nó dưới bước sóng hồng ngoại các nhà thiên văn nhận ra nó có cấu trúc như nhiều vòng đồng tâm xếp lồng vào nhau.[72]
Thiên hà hình hạt đậu là thiên hà có dạng cấu trúc trung gian giữa thiên hà elip và thiên hà xoắn ốc. Nó được Hubble xếp vào kiểu S0, với cấu trúc khó phân biệt một cách rõ ràng các nhánh xoắn ốc và với một quầng hình elip chứa các ngôi sao.[73] (Thiên hà hình hạt đậu trần có kiểu phân loại Hubble là SB0.)
Ngoài những phân loại theo hình thái nêu ra ở trên, có một số kiểu thiên hà không thể phân loại trực tiếp thành thiên hà elip hoặc thiên hà xoắn ốc. Chúng được xếp vào nhóm thiên hà dị thường. Thiên hà kiểu Irr-I có một số đặc điểm cấu trúc nhưng không khớp hoàn toàn với một trong số kiểu phân loại của sơ đồ Hubble. Thiên hà kiểu Irr-II hoàn toàn không có một đặc điểm nào giống trong cách phân loại Hubble và có thể chúng từng bị xé toạc ra bởi các va chạm thiên hà.[74] Ví dụ về những thiên hà (lùn) dị thường nằm ở gần bao gồm Đám mây Magelland.
Mặc dù nhiều thiên hà nổi bật lên với cấu trúc xoắn ốc hoặc dạng elip, phần lớn các thiên hà trong Vũ trụ có kích thước nhỏ bé. Những thiên hà lùn này tương đối nhỏ khi so sánh với một số thiên hà khác, chẳng hạn như chúng có kích thước bằng một phần trăm đường kính của Ngân Hà và chứa chỉ vài tỷ ngôi sao. Gần đây các nhà thiên văn học khám phá ra thiên hà lùn siêu compact có đường kính chỉ khoảng 100 parsec.[75]
Nhiều thiên hà lùn có thể coi là chuyển động trên quỹ đạo quanh một thiên hà lớn hơn, ví dụ như Ngân Hà có ít nhất một tá các thiên hà vệ tinh kiểu này và ước lượng còn khoảng 300–500 thiên hà vệ tinh chưa được phát hiện.[76] Việc phân loại thiên hà lùn cũng theo cách phân loại ở trên, với các thiên hà lùn elip, thiên hà lùn xoắn ốc và thiên hà lùn dị thường. Do một số thiên hà lùn elip nhìn khá giống với các thiên hà elip nên chúng còn được gọi dưới cái tên thiên hà lùn phỏng cầu.
Một nghiên cứu bao gồm 27 thiên hà lân cận với Ngân Hà cho kết quả ở mọi thiên hà lùn có tập trung khối lượng xấp xỉ 10 triệu lần khối lượng Mặt Trời, cho dù thiên hà có chứa hàng nghìn hay hàng triệu ngôi sao. Điều này dẫn đến khả năng là ở phần lớn các thiên hà có tồn tại dạng vật chất tối chứa và bao xung quanh chúng.[77]
Thực đơn
Thiên_hàLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Thiên_hà