THIÊN HÀ XOẮN ỐC CÓ THANH: SỰ HÌNH THÀNH, TIẾN HÓA, ĐẶC ĐIỂM - ARTE - 2025

Các thiên hà xoắn ốc là một nhóm các vật thể thiên văn, khí, bụi, và vật chất tối được duy trì bởi lực hấp dẫn. Hình dạng của nó là hình xoắn ốc với một thanh trung tâm của các ngôi sao cắt ngang nó, và từ đó các nhánh xoắn ốc hình thành bắt đầu từ các điểm đối diện nhau.

Ở điểm này, chúng khác với các thiên hà xoắn ốc thông thường, trong đó các cánh tay bắt đầu từ các điểm khác nhau xung quanh hạt nhân. Vòng xoắn cũng thể hiện các mức độ phát triển khác nhau.

Hình 1.- Thiên hà xoắn ốc có thanh NGC 1300, cách 61 triệu năm ánh sáng, trong chòm sao Eridano. Nguồn: NASA, ESA và Nhóm Di sản Hubble STScI / AURA)

Thanh khá thường xuyên trong các thiên hà xoắn ốc. Người ta ước tính rằng có tới 2/3 số thiên hà xoắn ốc có một thiên hà. Tuy nhiên, một số thiên hà bất thường bị cấm, chẳng hạn như Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà lân cận không có các nhánh xoắn ốc.

Sự hình thành và tiến hóa

Trong chuỗi Hubble, một hệ thống phân loại các thiên hà do nhà thiên văn học Edwin Hubble (1889-1953) đề xuất vào năm 1936, các thiên hà elip được gán chữ cái S cho xoắn ốc trong tiếng Anh, chữ B cho chữ cái có vạch và chữ thường cho chỉ định các đặc điểm cụ thể, chẳng hạn như độ mở của các nhánh xoắn ốc.

Bằng cách này, các nhóm con chính được phân biệt: thiên hà SBa, SBb và SBc. Trong các nhánh trước đây, cả hai nhánh đều khép kín hơn, trong nhóm SBc, hạt nhân nhỏ với các nhánh xoắn ốc rộng và tách biệt tốt, trong khi phân nhóm SBb có các đặc điểm trung gian giữa hai nhánh.

Thiên hà của chúng ta, Dải Ngân hà, thuộc nhóm các thiên hà xoắn ốc có thanh, mặc dù thanh được cho là khá khiêm tốn. Nó đã được phân loại là SBbc, một thiên hà có các đặc điểm trung gian giữa SBb và SBc.

Đặc điểm chung

Cấu hình ánh sáng của các thiên hà xoắn ốc ít tập trung hơn so với các thiên hà elip. Về phía trung tâm của thiên hà xoắn ốc, các ngôi sao ngày càng đỏ và già hơn, trong khi ở các cánh tay chúng có màu xanh lam và nóng, bởi vì có tỷ lệ hình thành sao cao, rất nóng vào thời kỳ đầu của chúng. Các thiên hà xoắn ốc có thanh được đặc trưng bởi:

Bóng đèn : một thành phần hình cầu rất sáng, vì nó chứa một số lượng lớn các ngôi sao. Có nhân thiên hà, nơi người ta thường tìm thấy lỗ đen.

Đĩa : nó là cấu trúc hình tròn ít nhiều tạo thành mặt phẳng giữa của thiên hà, giàu khí và vật chất giữa các vì sao. Trên đĩa, bạn sẽ tìm thấy một quần thể hỗn hợp của các ngôi sao: mới và cũ.

Thanh : cấu trúc này vượt qua đĩa và, theo các làn sóng lý thuyết gần đây hơn, hoạt động như một loại vườn ươm các ngôi sao và cho phép khí đi qua các nhánh xoắn ốc, do đó kích hoạt sự hình thành các ngôi sao.

Có các mức cường độ trong thanh, để phân biệt các thiên hà có thanh mạnh hay thanh yếu.

Các nhánh xoắn ốc : có nhiều vật chất giữa các vì sao - khí và bụi dày đặc -, làm phát sinh các ngôi sao mới. Đó là lý do tại sao họ rất giàu những ngôi sao trẻ, màu xanh, nóng bỏng với tỷ lệ đội hình cao hơn rất nhiều.

Vầng hào quang : là cấu trúc mờ và khuếch tán hoàn toàn bao quanh thiên hà, được tạo thành phần lớn từ cái gọi là vật chất tối.

Hình 2. Tái tạo nghệ thuật của Dải Ngân hà, cho thấy các cánh tay hình que và xoắn ốc. Nguồn: Wikimedia Commons. Hình ảnh do NASA tạo ra.

Ảnh hưởng của thanh đối với các thuộc tính của thiên hà

Thanh thiên hà được cho là đóng các chức năng vận chuyển quan trọng, cũng như trong động lực học tổng thể của thiên hà. Bằng các mô phỏng số, người ta đã xác minh được rằng thanh, như đã nói trước đây, là một cách để vận chuyển khí từ các vùng bên ngoài về phía trung tâm thiên hà.

Các đám mây khí tương tác ở các cạnh của thanh, làm mất mômen động lượng và do đó tạo điều kiện tạo ra dòng vật chất. Các mô phỏng trên máy tính cũng chỉ ra rằng nếu khối lượng tích tụ đủ số lượng ở tâm, thanh bị phá hủy.

Đây là lý do tại sao người ta tin rằng nhiều thiên hà thông thường có thể đã có một vạch trong quá khứ. Và họ cũng cho rằng sự hiện diện của một thanh có thể lặp lại, trong những điều kiện nhất định có lợi cho sự hình thành của nó.

Bằng cách tạo điều kiện thuận lợi cho dòng vật chất vào bên trong thiên hà, thanh ảnh hưởng đến tốc độ hình thành sao và mang tính quyết định về màu sắc và thành phần hóa học. Khi nói đến các thiên hà, màu sắc được xác định bởi loại quần thể sao chiếm ưu thế.

Quần thể sao được phân loại thành quần thể I, sao trẻ, trong đó các nguyên tố nặng hơn heli chiếm ưu thế - tính kim loại cao - và quần thể II, già hơn và có tính kim loại thấp. Một số thiên hà có thanh có màu đỏ hơn, vì vậy ảnh hưởng của thanh đối với màu sắc vẫn chưa rõ ràng.

Một điểm quan trọng khác là một số nhà nghiên cứu cho rằng que này có khả năng kích hoạt nhân thiên hà để tạo ra năng lượng phát xạ cường độ cao ở tần số cao, cũng như thay đổi cấu trúc, thúc đẩy sự hình thành của bóng đèn và giả hành.

Ví dụ

Các thiên hà xoắn ốc có thanh là thiên hà phong phú nhất trong số các thiên hà xoắn ốc. Họ nói chung là các thiên hà lớn, có dãy khối lượng từ 10 đến ⁹ -10 ¹² khối lượng mặt trời và đường kính từ 5-50 kpc -16.500 đến 165.000 light-năm-, ngoại trừ thiên hà Magellanic-type, chẳng hạn như Đám mây Magellan Lớn. , một thiên hà nhỏ không đều với một thanh và cánh tay ở phía trước.

NGC 1672

Thiên hà xoắn ốc đường kính 75.000 năm ánh sáng NGC 1672 có lõi đặc biệt sáng và hoạt động mạnh, với thanh 20 kpc - khoảng 66.000 năm ánh sáng - và các nhánh xoắn ốc không đối xứng. Nó nằm trong chòm sao Dorado cách chúng ta khoảng 60 triệu năm ánh sáng.

Rất có thể có một lỗ đen ở trung tâm của lõi màu đỏ và sáng bất thường của nó. Các nhánh xoắn ốc cho thấy các vùng màu xanh sáng, giàu các ngôi sao mới hình thành.

Hình 3. Thiên hà xoắn ốc có thanh NGC 1672 trong chòm sao Dorado phía nam. Nguồn: Wikimedia Commons. NASA, ESA và Nhóm Di sản Hubble (STScI / AURA) -ESA / Hubble Cộng tác

Thiên hà xoắn ốc Magellan

Cũng được phân loại là thiên hà không đều loại Irr I, Đám mây Magellan Lớn là nguyên mẫu của các thiên hà xoắn ốc Im Magellan, có thanh trung tâm nhưng hầu như không hình thành các nhánh xoắn ốc. Thiên hà này có một khu vực rộng lớn của các hoạt động sao lớn.

Hình 4. Đám mây Magellan Lớn, mặc dù được coi là một thiên hà không đều, có một thanh và các nhánh ở bên trong. Nguồn: Wikimedia Commons. Andrew Z. Colvin.

Tài liệu tham khảo

1. Matías, S. 2016. Ảnh hưởng của thanh đối với tính chất thiên hà. Được xuất bản trong: Thiên văn học & Vật lý thiên văn.
2. Gà, A. Tính chất thiên hà. Được khôi phục từ: pta.edu.pl.
3. Schneider, P. 2015. Thiên văn học và vũ trụ học ngoài thiên hà. Phiên bản thứ hai. Springer Verlag. 54-67 và 116-126.
4. Wikipedia. Thiên hà xoắn ốc có thanh. Phục hồi từ: es.wikipedia.org
5. Wikipedia. Đám mây Magellan lớn. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.