Czy we wszechświecie powstają nowe galaktyki? Jak wygląda taki proces?
Czy w obecnych czasach może powstać nowa galaktyka? Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta.
Tajemnice Wszechświata są naprawdę fascynujące. Naukowcy od wielu lat badają to, co można znaleźć w przestrzeni kosmicznej.
Pytanie o powstawanie nowych galaktyk jest ciekawe, ponieważ pozwala zagłębić się w nieuporządkowany, skomplikowany, a zarazem piękny proces związany z układami gwiazd.
Tajemnice galaktyk
Powiedzieć, że galaktyki są naprawdę stare, to jak nic nie powiedzieć. Nasza, zwana Drogą Mleczną, uformowała się 13,6 miliarda lat temu.
Zaawansowane technologie pozwoliły ludzkości poznać stare twory kosmiczne, jak i zgłębić wiedzę o elementach kosmosu, które powstały w odległej przeszłości. Jednak tu pojawia się pytanie – czy powstają jakieś nowe galaktyki?
Czym są galaktyki?
Na początku warto odpowiedzieć sobie na pytanie, czym właściwie jest galaktyka. Jest to duży, grawitacyjnie związany układ gwiazd, pyłu i gazu międzygwiazdowego oraz niewidocznej ciemnej materii.
Oprócz pojedynczych gwiazd, galaktyki zawierają dużą liczbę układów gwiazd oraz różnego rodzaju mgławice. Większość galaktyk ma rozmiary od kilku tysięcy do kilkuset tysięcy lat świetlnych.
Odległości między nimi sięgają milionów lat świetlnych.
Szacuje się, że w widzialnym Wszechświecie istnieje 350 miliardów dużych galaktyk oraz 3,5 biliona galaktyk karłowatych (galaktyka karłowata to mała galaktyka zawierająca, zazwyczaj, od miliona do kilku miliardów gwiazd).
Galaktyka, wewnątrz której znajduje się Układ Słoneczny, to Droga Mleczna.
Czasami galaktyki łączą się lub zlepiają w gromady, ale z kilkoma wyjątkami możemy w dużej mierze oddzielić jedną galaktykę od drugiej. Są jak miasta otoczone terenami wiejskimi: odległość między miastami jest większa niż one same, więc łatwo je dostrzec i zdefiniować. Czasami miasta sąsiadują ze sobą, a czasami rozrastające się miasto pochłania swoich sąsiadów.
Powstawanie galaktyk
Galaktyki powstały we wczesnym wszechświecie w wyniku stopniowego procesu, który rozpoczął się już w pierwszej sekundzie Wielkiego Wybuchu. W tym czasie pojawiły się niewielkie kieszenie o gęstości wyższej niż średnia w porównaniu do otaczających obszarów i stale rosły przez następne kilkaset milionów lat.
Początkowo tylko ciemna materia mogła się tam dostać, ponieważ zwykła materia była zajęta poruszaniem się między sobą. Gdy kieszenie ciemnej materii urosły wystarczająco duże, wciągnęły otaczającą je zwykłą materię.
W miarę gromadzenia się regularnej materii, ulegała ona kompresji, fragmentacji i dawała światło pierwszym gwiazdom. Te protogalaktyki zużywały więcej gazu, łączyły się z sąsiednimi galaktykami i rozrastały się, aby stać się w pełni ukształtowanymi galaktykami, które widzimy dzisiaj.
Patrząc pod tym kątem, obecnie nie powstają nowe galaktyki. . Proces ich tworzenia – zasiewania ich w postaci niewielkich różnic w gęstości lub początkowego gromadzenia ciemnej materii – zakończył się.
W obecnym Wszechświecie nie ma już protogalaktyk – obłoków gazu czekających na okazję, by się skompresować i stworzyć nową galaktykę.
Ale czy to jedyna odpowiedź na postawione wcześniej pytanie?
Inne spojrzenie
Są różne podejścia i sposoby patrzenia na definiowanie początku galaktyki.
Jeśli skupimy się tylko na formowaniu się gwiazd, zobaczymy, że jest to ciągły proces, który trwa nawet we współczesnym Wszechświecie. W ostatnich latach astronomowie szczegółowo zrozumieli miarę zwaną funkcją masy początkowej (Initial Mass Function – IMF).
Jest to sposób przedstawienia jak wiele gwiazd o różnych masach tworzy gwiezdną populację w momencie jej narodzin. Daje to wgląd w pochodzenie populacji gwiazdowych.
Gwiazdy stanowią jedynie niewielki procent masy galaktyki; reszta przypada na ciemną materię i przypadkowe skupiska gazu. Jednak to właśnie one sprawiają, że galaktyka jest tym, czym jest i są znacznie łatwiejsze do zaobserwowania niż jakikolwiek inny jej składnik.
Dzięki nowym badaniom, które objęły galaktyki w całym Wszechświecie, astronomowie odkryli niedawno, że funkcja masy początkowej wzrasta we wszystkich galaktykach. Oznacza to, że istnieje więcej małych, średnich i dużych galaktyk niż miliardy lat temu.
Nowe, małe galaktyki nie powstają w wyniku wyłaniania się protogalaktyk w zalążkach ciemnej materii. Są to już istniejące skupiska materii, które dopiero zaczynają formować gwiazdy.
Jednocześnie większe galaktyki powstają głównie w wyniku łączenia się tych mniejszych.
Wszechświat się starzeje – jakie są konsekwencje?
Wszechświat nie tylko się rozszerza, robi to coraz szybciej z powodu nieznanej siły którą naukowcy nazwali ciemną energią.
Ciemna energia (ang. dark energy) to hipotetyczna forma energii, która wypełnia całą przestrzeń i wywiera na nią ujemne ciśnienie.
W miarę jak Wszechświat się starzeje, coraz trudniej jest gromadzić materię w celu tworzenia nowych galaktyk i napędzania ciągłego formowania się gwiazd. W rzeczywistości szczyt formowania się gwiazd minął miliardy lat temu. Podczas gdy nowe galaktyki nadal świecą, tempo ich powstawania spada, a z roku na rok pojawia się ich coraz mniej.
