THIÊN HÀ BẤT THƯỜNG: SỰ HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM CHUNG, LOẠI, VÍ DỤ - ARTE - 2025

Một thiên hà bất thường là sự kết hợp của các ngôi sao, hành tinh, khí, bụi, và quan trọng đó, trong khi tổ chức với nhau bởi lực hấp dẫn, là trực quan chưa được tổ chức. Người ta ước tính rằng 15% các thiên hà là không đều.

Không giống như các thiên hà như Milky Way và Andromeda, có hạt nhân, đĩa và nhánh xoắn ốc được xác định rõ ràng, hoặc các thiên hà hình elip khổng lồ, các thiên hà không đều không có đối xứng hoặc bất kỳ cấu trúc nào trong số này. Tuy nhiên, một số có vạch hoặc cánh tay chớm đã được quan sát thấy.

Hình 1. Các thiên hà không đều được gọi là Đám mây Magellan, trong chòm sao Nam Thập Tự. Nguồn: Wikimedia Common s. NHỮNG, CÁI ĐÓ. Brunier

Sự hình thành và tiến hóa

Thiếu tổ chức có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau. Một trong những điều được chấp nhận nhiều nhất là có một sự bùng nổ khổng lồ nào đó đã diễn ra trong phần nội dung cốt lõi và phân tán, phân tán mà không làm mất hoàn toàn tính liên kết.

Một thiên hà bất thường cũng có thể do sự biến dạng của nó do lực hấp dẫn gây ra bởi một thiên hà lân cận lớn hơn. Thiên hà Milky Way của chúng ta, một thiên hà xoắn ốc lớn, đã làm biến dạng hai thiên hà lùn được gọi là Mây Magellan.

Có ý kiến ​​cho rằng Đám mây Magellan đang hợp nhất với Dải Ngân hà. Trong tương lai xa, tất cả những gì chúng chứa đựng có thể trở thành một phần của nó.

Một thiên hà bất thường khác đã nằm trong danh mục các vật thể thiên văn của Messier là thiên hà M82, còn được gọi là Thiên hà Xì gà. Nó nằm trong chòm sao Ursa Major và cách xa khoảng 12 triệu năm ánh sáng.

Thiên hà Cigar rất sáng, sáng hơn khoảng 5 lần so với Dải ngân hà. Nó rất giàu vật chất giữa các vì sao và bên trong đó các ngôi sao đang hình thành với tốc độ nhanh. Khi chúng còn nhỏ, các ngôi sao có màu xanh lam và sáng, điều này giải thích độ sáng bất thường của thiên hà bất thường này.

Đặc điểm chung

Để thiết lập các kích thước thiên văn của năm ánh sáng, parsec (pc) và kiloparsec (kpc) được sử dụng. Năm ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng truyền trong chân không trong một năm, tương đương với 9.460.730.472.580,8 km.

Một parsec (thị sai của một giây cung) tương đương với 3,3 năm ánh sáng, vậy một kiloparsec là 3300 năm ánh sáng.

Đối với khối lượng của các vật thể thiên văn như sao và thiên hà, bạn nên biểu thị nó dưới dạng đơn vị gọi là khối lượng mặt trời, được ký hiệu là M☉ và bằng 2 x 10 ^ 30 kg. Một thiên hà chứa một số lượng khổng lồ các khối lượng Mặt trời, và khối lượng của nó được biểu thị bằng lũy ​​thừa 10 một cách thuận tiện.

Một tính năng đặc biệt khác là độ sáng L, đến từ năng lượng mỗi giây mà thiên hà phát ra ở mọi tần số và tỷ lệ với số lượng sao mà nó có. Nó đôi khi được gọi là cường độ bolometric.

Để tham khảo, độ sáng của Mặt trời L☉ tương đương với 3,85 × 1026 W. Khối lượng của thiên hà càng lớn, độ sáng của nó càng lớn.

Độ lớn của một đối tượng thiên văn liên quan đến lượng năng lượng phát ra có thể đến được Trái đất, nhưng phải tính đến nguồn sáng sẽ sáng hơn khi nó ở gần hơn, vì năng lượng giảm theo nghịch đảo của bình phương khoảng cách.

Về phần mình, màu sắc là một chất lượng liên quan đến quần thể sao chiếm ưu thế. Như đã nói ở phần đầu, những ngôi sao trẻ có màu xanh lam, trong khi những ngôi sao già có màu đỏ.

Màu sắc, khối lượng và kích thước của một thiên hà không đều

Biểu đồ dưới đây cho thấy ba vùng tương quan với màu sắc và độ đậm nhạt. Chúng được đặt tên là dãy đỏ, thung lũng xanh và đám mây xanh.

Hình 2. - Biểu đồ độ lớn màu của các thiên hà. Nguồn: Joshua Schroeder

Như đã đề cập, màu sắc có liên quan đến quần thể sao. Có hai kiểu quần thể sao: I và II.

Các ngôi sao thuộc quần thể I nói chung là trẻ và trong đó chủ yếu là các nguyên tố nặng hơn heli (trong thuật ngữ thiên văn học, các nguyên tố này được coi là kim loại). Quần thể II có tính kim loại thấp và chúng được coi là già hơn.

Các thiên hà có ít hoặc không có nguồn gốc sao xuất hiện trong chuỗi màu đỏ. Loại này thuộc về hầu hết các thiên hà hình elip. Mặt khác, trong đám mây xanh là các thiên hà có tỷ lệ hình thành sao cao, mà các thiên hà không đều như Thiên hà Xì gà nói trên thuộc về.

Cuối cùng, thung lũng xanh là vùng chuyển tiếp, nơi các thiên hà có quần thể sao già và trẻ gặp nhau. Dải Ngân hà và Tiên nữ là những ví dụ về các loại thiên hà này.

Các thiên hà bất thường rất thú vị vì chúng có màu xanh nhất, đặc biệt là về phía trung tâm, điều này cho thấy tỷ lệ sinh sao ở đó là cực kỳ cao. Chúng cũng được coi là trẻ nhất trong số các thiên hà.

Có kích thước nhỏ, chúng nằm trong khoảng 108-10 M☉, với kích thước từ 0,5-50 kpc. Tất nhiên, chúng có rất nhiều khí, có tới 50-90% tổng khối lượng là khí nguyên tử.

Các loại

Nhà thiên văn học Edwin Hubble đã phân loại các thiên hà theo hình dạng biểu kiến ​​của chúng, được gọi là hình thái học trong vật lý thiên văn. Sau khi phân tích vô số tấm ảnh, ông đã thiết lập được 5 mẫu cơ bản: hình elip, hình thấu kính, xoắn ốc, xoắn ốc có vạch và không đều.

Phần lớn các thiên hà là hình elip hoặc xoắn ốc, được Hubble mã hóa bằng các chữ cái in hoa E và S tương ứng. Tuy nhiên, một số thiên hà thiếu đối xứng đủ để rơi vào một trong những loại này.

Hubble gọi chúng là "bất thường" hoặc Irr. Khi đã tìm hiểu thêm về các thiên hà, sự phân loại này được mở rộng để phù hợp với các danh mục mới, do chính Hubble và các nhà thiên văn học khác thực hiện. Do đó, Gerard de Vaucouleurs đưa ra sự phân biệt giữa các thiên hà không đều loại I và II.

Mặc dù với một số hạn chế nhất định, vì hình ảnh duy nhất của một thiên hà là từ Trái đất, lược đồ Hubble vẫn tiếp tục giúp ích rất nhiều cho ngày nay trong việc thiết lập các đặc điểm và tính chất của các thiên hà.

Các thiên hà loại I không đều

Các thiên hà bất thường loại Irr I xuất hiện trong chuỗi Hubble ban đầu như các thiên hà loại Đám mây Magellan, là ví dụ tiêu biểu nhất. Chúng cũng được đặt tên là Sd-m

Chúng có thể được coi là một loại thiên hà xoắn ốc liên tiếp với thiên hà Sc, một thiên hà không phát triển cấu trúc, hoặc có nó theo cách rất thô sơ. Đó là lý do tại sao chúng đôi khi được đặt tên là Sd-m, trong đó S chỉ một hình dạng xoắn ốc và chữ m là cho Magellan.

Trên thực tế, Đám mây Magellan Lớn có một thanh. Chúng là những thiên hà bất thường thường xuyên nhất và có nhiều sao rất xanh, vì chúng có tỷ lệ sinh sao cao.

Thiên hà không đều loại II

Trong các thiên hà này, các ngôi sao thường già hơn, đỏ hơn và mờ hơn. Đây là những thiên hà có vật chất khuếch tán và hoàn toàn vô định hình.

Ví dụ

Những đám mây Magellan

Mây Magellanic là hai thiên hà bất thường được đặt tên để vinh danh nhà thám hiểm Fernando de Magallanes, người đã rời Tây Ban Nha vào năm 1519 trong một cuộc hành trình vòng quanh thế giới kéo dài 3 năm.

Magellan và phi hành đoàn của ông là những người châu Âu đầu tiên quan sát thấy chúng, vì chúng có thể nhìn thấy từ bán cầu nam, trong chòm sao Thập tự phương Nam, mặc dù có những ghi chép thiên văn về người Ả Rập tuyên bố đã nhìn thấy chúng từ Bab el Mandeb, ở vĩ độ 12º 15 ' Bắc.

Đám mây Magellan Lớn cách chúng ta 180.000 năm ánh sáng, trong khi Đám mây Nhỏ cách chúng ta khoảng 210.000 năm ánh sáng. Cùng với thiên hà Andromeda, chúng là một trong số ít thiên hà có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Một số nhà thiên văn học tin rằng cả hai thiên hà đến vùng lân cận của chúng ta là kết quả của vụ va chạm giữa Andromeda và một thiên hà khác, xảy ra cách đây rất lâu.

Trong một thời gian dài, các thiên hà gần nhất đã được xem xét, nhưng kể từ năm 2003, vị trí này đã bị Thiên hà lùn của Con chó lớn chiếm giữ ở 42.000 năm ánh sáng, tiếp theo là Thiên hà Elip của Nhân mã, được phát hiện vào năm 1994 và cách xa 50.000 năm ánh sáng.

Đám mây Magellan, giống như hầu hết các thiên hà không đều Irr I, có một quần thể trẻ gồm các ngôi sao nóng, màu xanh lam. Trong Đám mây Magellan Lớn là tinh vân Tarantula, NGC 2070, có độ sáng lớn và được coi là vùng hoạt động tích cực nhất về mặt hình thành sao, thuộc Nhóm Thiên hà Địa phương, cũng thuộc về Dải Ngân hà.

Cigar Galaxy

Như đã nói trước đây, nó là một thiên hà rất sáng có thể nhìn thấy trong Ursa Major. Trong danh mục Messier nó có mã M82.

Tại trung tâm của nó có hoạt động hình thành sao cao, được cho là do tương tác trong quá khứ với một thiên hà khác lớn hơn, thiên hà xoắn ốc Bode.

Thiên hà Cigar tạo ra các ngôi sao nhanh hơn 10 lần so với Dải Ngân hà, đó là lý do tại sao nó được cho là một thiên hà sôi sục (starburst).

Hình 3. Thiên hà Xì gà M82 trong chòm sao Ursa Major, nhìn từ kính viễn vọng Hubble. Nguồn: NASA, ESA và Nhóm Di sản Hubble (STScI / AURA).

Vì vậy, nhiều ngôi sao nóng phát ra bức xạ và các hạt tích điện ion hóa hydro, tạo ra các chùm tia và khí thải xuất hiện xung quanh lõi thiên hà dưới dạng các sợi màu đỏ.

NGC 1427A

Nó là một thiên hà nhỏ không đều trong chòm sao Fornax phía nam, cách khoảng 62 triệu năm ánh sáng, trong đó có rất nhiều cụm sao màu xanh lam. Nó thuộc cụm thiên hà Fornax và hiện đang di chuyển với tốc độ khoảng 600 km / s, xuyên qua khí giữa các vì sao về phía trung tâm của cụm thiên hà.

Hình 4.- Thiên hà không đều NGC 1427A nhìn từ kính viễn vọng Hubble. Phía trên bên trái một thiên hà xoắn ốc được nhìn trực diện trong cụm Fornax. Nguồn: Wikimedia Commons.

Nó đang bị thu hút ở đó bởi lực hấp dẫn được tác động bởi các thiên hà khác trong cụm, ngoài việc làm nó biến dạng, nó còn gây ra tỷ lệ sinh sao cao bên trong nó. Trong một tỷ năm nữa, thiên hà nhỏ sẽ hoàn toàn phân tán

Người giới thiệu

1. Carroll, B. Giới thiệu về Vật lý Thiên văn Hiện đại. lần 2. Phiên bản. Lề. 874-1037.
2. Ngân hà. Phục hồi từ: es.wikipedia.org
3. Các thiên hà. Được khôi phục từ: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
4. NGC 1427A: Thiên hà đang chuyển động. Lấy từ: apod.nasa.gov
5. Oster, L. 1984. Thiên văn học hiện đại. Biên tập Reverté. 315-394.
6. Pasachoff, J. 1992. Các ngôi sao và hành tinh. Hướng dẫn thực địa Peterson. 148-154.
7. Vật lý Libretexts. Khoảng cách và độ lớn. Được khôi phục từ: Phys.libretexts.org
8. Wikipedia. Thiên hà bất thường. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.
9. Wikipedia. Mây Magellanic. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.