Hvordan dannes galakser?

De største strukturer i universet binder milliarder eller endog billioner af stjerner i deres massive tyngdekraftsøjler. Kosmisk støv og enorme gasskyer fylder også galakserne sammen med planeter og andet stof, der kan kredse om stjerner.

Galakserne startede for næsten 14 milliarder år siden med et ufatteligt varmt, tæt og lillebitte punkt i en galakse. Ifølge big bang-teorien var denne singularitet universet i sin helhed. Derefter eksploderede den og afkøledes og udvidede sig i processen. Forestil dig et sammenkrøllet stykke papir, der folder sig ud til et gigantisk kort, og du har en meget grov model af, hvad der skete.

Efter big bang bestod det oprindelige univers kun af stråling og subatomare partikler. Hvordan udviklede det sig til mere end 100 milliarder galakser? Forskerne har to slags teorier, som begge hænger sammen med de gravitationelle virkninger af kollapserende gas i den tidlige galakse.

Først er der teorierne fra bunden, hvor gassen kollapsede og komprimerede sig i klumper på størrelse med en million sole (det er at starte småt for noget på størrelse med universets størrelse). Disse klumper smeltede derefter sammen og dannede galakser. Top-down-teorier starter derimod stort. Denne tankegang hævder, at de resulterende klumper hver især var på størrelse med flere galakser, som igen blev opløst til individuelle galakser. Sidstnævnte teorier ville forklare, hvorfor galakser optræder i klynger.

Hverken måde – bottom-up eller top-down – de resulterende klumper kollapsede derefter til protogalaxier, der bestod af mørkt stof og brintgas. Brinten faldt derefter ned mod centrum af protogalaksen, mens det mørke stof forblev som en ydre halo, der omgav den.

Astronomer genkender to hovedtyper af galakser: elliptiske og spiralformede. Disse forskelle i form skyldes, ifølge en teori, stjernedannelse. Stjerner udvikles inde i en protogalakse, når gasskyer blandes og støder sammen. Hvis stjernerne i en protogalaxy dannes alle på én gang, bevarer den modne galakse stort set protogalaxyens sfæriske form og bliver en elliptisk galakse.

Spiralgalakser opstår, når stjernerne i protogalaxyen opstår med forskellige intervaller. Gassen mellem de udviklende stjerner fortsætter med at kollapse, og de resulterende gravitationsforskelle manøvrerer protogalaksens stjerner, støv og gas. Denne bevægelse tvinger det hele ind i en roterende skive, og yderligere forskelle i tyngdekraften resulterer i spiralarmene.

Der kan opstå yderligere ændringer, når galakser driver for tæt på hinanden eller støder sammen. Astronomer mener, at fusionen af to galakser altid resulterer i en elliptisk galakse. Mælkevejen er derfor sandsynligvis aldrig fusioneret med en anden galakse, mens de massive elliptiske galakser, der findes i centrum af galaksehobe, sandsynligvis er resultatet af flere kosmiske sammenblandinger.

Udforsk linkene på næste side for at læse mere om oprindelsen af endnu flere kosmiske vidundere.