Hogyan alakulnak ki a galaxisok?

A világegyetem legnagyobb struktúrái csillagok milliárdjait vagy akár trillióit kötik össze hatalmas gravitációs igájukban. Kozmikus por és hatalmas gázfelhők is kitöltik a galaxisokat, a csillagok körül keringő bolygókkal és más anyagokkal együtt.

A galaxisok közel 14 milliárd évvel ezelőtt egy elképzelhetetlenül forró, sűrű és apró tűheggyel kezdődtek. Az ősrobbanás elmélete szerint ez a szingularitás volt a világegyetem a maga teljességében. Aztán felrobbant, közben lehűlt és tágult. Képzeljünk el egy összetekert papírlapot, amely egy óriási térképpé bontakozik ki, és máris megvan a történtek nagyon durva modellje.

Az ősrobbanást követően az ősegyetem csak sugárzásból és szubatomi részecskékből állt. Hogyan fejlődött ki belőle több mint 100 milliárd galaxis? A tudósoknak kétféle elmélete van, mindkettő a korai galaxisban összeomló gáz gravitációs hatására épül.

Először is, vannak az alulról felfelé irányuló elméletek, amelyek szerint a gáz összeomlott és egymillió nap nagyságú csomókba tömörült (ez a világegyetem nagyságához képest kicsiben kezdődik). Ezek a csomók aztán összeolvadtak, és galaxisokat alkottak. A felülről lefelé irányuló elméletek ezzel szemben nagynak indulnak. Ez a gondolkodásmód azt állítja, hogy a keletkezett csomók egyenként több galaxis méretűek voltak, amelyek viszont önálló galaxisokra bomlottak. Ez utóbbi elméletek megmagyaráznák, hogy a galaxisok miért fordulnak elő halmazokban.

Az így keletkezett halmazok ezután – akár alulról felfelé, akár felülről lefelé – sötét anyagból és hidrogéngázból álló protogalaxisokká omlottak össze. A hidrogén ezután a protogalaxis középpontja felé esett, míg a sötét anyag külső halóként körülötte maradt.

A csillagászok két fő galaxistípust ismernek: az elliptikusat és a spirálisat. Ezek az alakbeli különbségek az egyik elmélet szerint a csillagkeletkezésnek köszönhetőek. A csillagok egy protogalaxis belsejében alakulnak ki, amikor gázfelhők keverednek és ütköznek. Ha a csillagok egy protogalaxisban egyszerre keletkeznek, akkor az érett galaxis lényegében megőrzi a protogalaxis gömb alakját, és elliptikus galaxis lesz.

A spirális galaxisok akkor keletkeznek, amikor a csillagok a protogalaxisban különböző időközönként keletkeznek. A fejlődő csillagok közötti gáz tovább omlik össze, és a keletkező gravitációs különbségek manőverezik a protogalaxis csillagait, porát és gázát. Ez a mozgás mindent egy forgó korongba kényszerít, és további gravitációs különbségek eredményezik a spirálkarokat.

További változások akkor következhetnek be, ha a galaxisok túl közel sodródnak egymáshoz vagy összeütköznek. A csillagászok úgy vélik, hogy két galaxis egyesülése mindig elliptikus galaxist eredményez. Így a Tejútrendszer valószínűleg soha nem olvadt össze egy másik galaxissal, míg a galaxishalmazok középpontjában található hatalmas elliptikus galaxisok valószínűleg több kozmikus összeolvadás eredménye.

A következő oldalon található linkek segítségével még több kozmikus csoda eredetéről olvashat.