Miten galaksit muodostuvat?

Maailmankaikkeuden suurimmat rakenteet sitovat miljardeja tai jopa triljoonia tähtiä massiivisiin gravitaatiojohteisiinsa. Myös kosminen pöly ja valtavat kaasupilvet täyttävät galakseja, samoin kuin planeetat ja muu aine, joka saattaa kiertää tähtiä.

Galaksit saivat alkunsa lähes 14 miljardia vuotta sitten yhdestä käsittämättömän kuumasta, tiheästä ja pienestä pistepisteestä. Big bang -teorian mukaan tämä singulariteetti oli koko maailmankaikkeus. Sitten se räjähti, jäähtyi ja laajeni samalla. Kuvittele, että kasaantunut paperinpala avautuu jättimäiseksi kartaksi, ja saat hyvin karkean mallin siitä, mitä tapahtui.

Ikkurapurkauksen jälkeen alkuvaiheen maailmankaikkeus koostui pelkkästä säteilystä ja subatomisista hiukkasista. Miten siitä kehittyi yli 100 miljardia galaksia? Tutkijoilla on kahdenlaisia teorioita, jotka molemmat perustuvat alkugalaksissa romahtaneen kaasun gravitaatiovaikutuksiin.

Ensiksi on alhaalta ylöspäin suuntautuvat teoriat, joiden mukaan kaasu romahti ja tiivistyi miljoonan auringon kokoisiksi rykelmiksi (se on aluksi aika pientä jollekin maailmankaikkeuden kokoiselle). Nämä kokkareet sitten yhdistyivät muodostaen galakseja. Ylhäältä alaspäin suuntautuvat teoriat sen sijaan alkavat suurista. Tämä koulukunta väittää, että syntyneet kokkareet olivat kukin useiden galaksien kokoisia, jotka puolestaan hajosivat yksittäisiksi galakseiksi. Nämä jälkimmäiset teoriat selittäisivät, miksi galaksit esiintyvät ryppäissä.

Kummallakin tavalla – alhaalta ylöspäin tai ylhäältä alaspäin – syntyneet rykelmät romahtivat sitten protogalakseiksi, jotka koostuivat pimeästä aineesta ja vetykaasusta. Vety putosi sitten kohti protogalaksin keskustaa, kun taas pimeä aine jäi sitä ympäröiväksi ulommaksi haloksi.

Tähtitieteilijät tunnistavat kaksi päägalaksityyppiä: elliptisen ja spiraalin. Nämä muotoerot johtuvat erään teorian mukaan tähtien muodostumisesta. Tähdet kehittyvät protogalaksin sisällä, kun kaasupilvet sekoittuvat ja törmäävät toisiinsa. Jos tähdet protogalaksissa muodostuvat kaikki kerralla, kypsä galaksi säilyttää olennaisesti protogalaksin pallomaisen muodon ja muuttuu elliptiseksi galaksiksi.

Spiraaligalaksit syntyvät, kun tähdet protogalaksin sisällä syntyvät eri välein. Kehittyvien tähtien välissä oleva kaasu jatkaa luhistumistaan, ja tästä johtuvat gravitaatioerot käsittelevät protogalaksin tähtiä, pölyä ja kaasua. Tämä liike pakottaa kaiken pyöriväksi kiekoksi, ja lisäpainovoimaerot saavat aikaan spiraalihaarat.

Lisämuutoksia voi tapahtua, kun galaksit ajautuvat liian lähelle toisiaan tai törmäävät toisiinsa. Tähtitieteilijät uskovat, että kahden galaksin yhdistyminen johtaa aina elliptiseen galaksiin. Näin ollen Linnunrata ei luultavasti ole koskaan sulautunut toisen galaksin kanssa, kun taas galaksijoukkojen keskeltä löytyvät massiiviset ellipsinmuotoiset galaksit ovat todennäköisesti useiden kosmisten yhteensulautumisten tulosta.

Katsele seuraavan sivun linkkejä lukeaksesi lisää vieläkin useampien kosmisten ihmeiden alkuperästä.