בלילה בהיר תוכלו להבחין בלהקת שביל החלב בשמי הלילה. במשך אלפי שנים, האסטרונומים הביטו בו ביראה, באטיות הבינו שהשמש שלנו היא רק אחת ממיליארדי הכוכבים בגלקסיה. עם הזמן, ככל שהכלים והשיטות שלנו השתפרו, הבנו שדרך החלב עצמה הייתה רק אחת ממיליארדי הגלקסיות המרכיבות את היקום.
בזכות גילוי היחסות ומהירות האור, הבנו גם שכאשר אנו מביטים דרך החלל, אנו גם מביטים אחורה בזמן. כשרואים אובייקט במרחק של כמיליארד שנות אור, אנו רואים גם כיצד נראה אובייקט זה לפני מיליארד שנה. השפעת "מכונת זמן" זו אפשרה לאסטרונומים ללמוד כיצד היו גלקסיות (כלומר, התפתחות גלקטית).
התהליך בו גלקסיות נוצרות ומתפתחות מאופיין בצמיחה קבועה לאורך זמן, שהחלה זמן קצר לאחר המפץ הגדול. תהליך זה וגורלם של הגלקסיות בסופו של דבר הם עדיין נושא קסם עז, ועדיין טעון חלקו בתעלומות.
תצורת גלקסי:
הקונצנזוס המדעי הנוכחי הוא שכל החומר ביקום נוצר לפני בערך 13.8 מיליארד שנה במהלך אירוע המכונה המפץ הגדול. בזמן זה, כל החומר נדחס לכדור קטן מאוד עם צפיפות אינסופית וחום עז המכונה Singularity. לפתע, הסינגולריות החלה להתרחב, והיקום כידוע החל.
לאחר התרחבות והתקררות במהירות, כל החומר היה כמעט אחיד בהתפלגות. במהלך כמה מיליארדי השנים שלאחר מכן, האזורים הצפופים מעט יותר של היקום החלו להימשך זה לזה בכבידה. לכן הם התחזקו עוד יותר, ויצרו ענני גז ושברים גדולים של חומר.
גושים אלה הפכו לגלקסיות קדומות, שכן ענני הגז המימן בתוך הגלקסיות הפרוטו-גלקסיות עברו התמוטטות כבידה והפכו לכוכבים הראשונים. חלק מהחפצים המוקדמים הללו היו קטנים והפכו לגלקסיות גמדיות זעירות, ואילו אחרות היו גדולות בהרבה והפכו לצורות הספירליות המוכרות, כמו שביל החלב שלנו.
מיזוגים גלקטיים:
לאחר שנוצרו גלקסיות אלה התפתחו יחד במבנים גלקטיים גדולים יותר הנקראים קבוצות, אשכולות ומצבי-על. עם הזמן נמשכו הגלקסיות אחת לשנייה מכוח כוח המשיכה שלהן והתנגשו יחד בסדרת מיזוגים. התוצאה של מיזוגים אלה תלויה במסת הגלקסיות בהתנגשות.
גלקסיות קטנות נקרעות מהגלקסיות הגדולות יותר ומתווספות למסה של הגלקסיות הגדולות יותר. שביל החלב שלנו טרף לאחרונה כמה גלקסיות ננסיות, והפך אותן לזרמי כוכבים המקיפים את הגרעין הגלקטי. אך כאשר גלקסיות גדולות בגודל דומה מתאחדות, הן הופכות לגלקסיות אליפטיות ענקיות.
כאשר זה קורה, המבנה הספירלי העדין אבד, והגלקסיות הממוזגות הופכות לגדולות ואליפטיות. גלקסיות אליפטיות הן חלק מהגלקסיות הגדולות ביותר שנצפו אי פעם. תוצאה נוספת של מיזוגים אלה היא שהחורים השחורים העל-מסיביים (SMBH) במרכזיהם נעשים גדולים עוד יותר.
לא כל המיזוגים יביאו לגלקסיות אליפטיות, חשוב לכם. אך כל המיזוגים גורמים לשינוי במבנה הגלקסיות הממוזגות. לדוגמה, מאמינים כי שביל החלב חווה אירוע מיזוג קל עם העננים המגלניים הסמוכים; ובשנים האחרונות נקבע כי גלקסיית הגמדים של Canis Major התמזגה עם משלנו.
בעוד שמיזוגים נתפסים כאירועים אלימים, אין התנגשות בפועל צפויה להתרחש בין מערכות הכוכבים, לאור המרחקים העצומים בין הכוכבים. עם זאת, מיזוגים יכולים לגרום ל גלי הלם כבידתיים, המסוגלים לעורר היווצרות כוכבים חדשים. זה מה שחזוי שיקרה כאשר גלקסיית שביל החלב שלנו מתמזגת עם גלקסיית אנדרומדה בעוד כארבעה מיליארד שנים.
מוות גלקטי:
בסופו של דבר, גלקסיות חדלות מלגבש כוכבים ברגע שהן מתמצקות באספקת הגז הקר והאבק שלה. ככל שנגמר האספקה, היווצרות הכוכבים מאטה לאורך מיליארדי שנים עד שהיא נפסקת לחלוטין. עם זאת, מיזוגים מתמשכים יבטיחו כי כוכבים, גז ואבק טריים יופקדו בגלקסיות ישנות יותר, וכך יאריך את חייהם.
נכון לעכשיו, מאמינים כי הגלקסיה שלנו ניצלה את מרבית המימן שלה, ויצירת הכוכבים תאט עד שתתרוקן האספקה. כוכבים כמו השמש שלנו יכולים להימשך רק 10 מיליארד שנים בערך; אבל הגמדים האדומים הקטנים והקרירים ביותר יכולים להימשך כמה טריליון שנים. עם זאת, בזכות נוכחותן של גלקסיות ננסיות והמיזוג הממשמש ובא עם אנדרומדה, הגלקסיה שלנו יכולה להתקיים עוד יותר.
עם זאת, כל הגלקסיות בסביבתו זו של היקום יהפכו בסופו של דבר לכבדות כבידה זו לזו ולהתמזג לגלקסיה אליפטית ענקית. אסטרונומים ראו דוגמאות לסוגים אלה של "גלקסיות מאובנות", שהטובה שבהן היא מסייה 49 - גלקסיה אליפטית סופר-מסיבית.
הגלקסיות הללו ניצלו את כל עתודות הגז שיוצר כוכבים, וכל שנותר הם הכוכבים לאורך זמן. בסופו של דבר, לאורך פרקי זמן ארוכים, הכוכבים הללו יתקרצו בזה אחר זה, עד שכל העניין הוא טמפרטורת הרקע של היקום.
לאחר שהגלקסיה שלנו תתמזג עם אנדרומדה, ותמשיך להתמזג עם כל הגלקסיות הסמוכות האחרות בקבוצה המקומית, אנו יכולים לצפות שגם היא תעבור גורל דומה. וכך, התפתחות הגלקסיה מתרחשת לאורך מיליארדי שנים והיא תמשיך להתרחש בעתיד הנראה לעין.
כתבנו מאמרים רבים על גלקסיות עבור מגזין החלל. הנה מהי דרך החלב ?, כיצד נוצר שביל החלב ?, מה קורה כאשר גלקסיות מתנגשות ?, מה קורה כשגלקסיות מתות?, סיבוב חדש להתפתחות גלקטית ומחשב העל יחקר גלקסי אבולוציה,
אם תרצה לקבל מידע נוסף על גלקסיות, עיין במהדורות החדשות של Hubblesite בנושא גלקסיות, והלן דף המדע של נאס"א על גלקסיות.
הקלטנו גם פרק של אסטרונומיה יצוקה על גלקסיות - פרק 97: גלקסיות.
מקורות:
- המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת קורנל - גיבוש והתפתחות
- ויקיפדיה - התפתחות והתפתחות גלקסיה
- SKA - כיצד הגלקסיות מתפתחות?
