Hayat aceleyle sadece yüz yıldır ... Sonsuz galaksinin de insanlar gibi bir başlangıcı ve sonu var mı?
S: 8 yaşında bir öğrenciyim ve galaksilerin yaşam döngüsünü anlamak istiyorum. Bir galaksinin başlangıcı ve sonu nedir, yoksa sadece evrim geçirip diğer galaksilerle mi birleşiyorlar?
Cevap: Sorunuz çok güzel. Galaksilerin oluşumunun ve evriminin ayrıntıları hakkında hala çok sayıda tartışma olsa da, galaksilerin nasıl oluştuğunu açıklayan ve yaygın olarak kabul gören bir dizi teori vardır.
Evrenin başlangıcında, az miktarda madde çöktü ve birleşti, önce küçük galaksiler oluşturdu ve yavaş yavaş galaksi kümeleri gibi daha büyük ve daha büyük yapılar oluşturdu. Evrendeki karanlık maddenin göreceli olmadığını varsayarsak, bu süreci açıklamak için fizikte karşılık gelen teoriler vardır. Bu tür karanlık madde parçacıklarına "soğuk karanlık madde" diyoruz, bu nedenle birçok gökbilimci bu teoriye "soğuk karanlık madde modeli" diyor.
Soğuk karanlık madde teorisinde, karanlık madde haleleri yerçekimi yoluyla birbirine bağlanır, evrenin tüm genişlemesinden ayrılır ve artık evren ile genişlemez. Karanlık madde halesi, yavaş yavaş daha fazla maddeyi toplamak ve sonunda bir galaksi oluşturmak için çeker. Yani bir anlamda, karanlık madde halesi oluştuğunda, ortaya çıkan çekim, sıradan maddeyi (baryon maddesi) merkezine çekecektir. Hareket sırasında, baryonik maddenin açısal momentumu değişmeden kalır, bu nedenle karanlık madde halesinin merkezine ne kadar yakınsa, baryonik madde o kadar hızlı döner. Karanlık madde halesindeki baryonik madde, gördüğümüz sarmal galaksilere benzer şekilde, bu süreçte yıldızlara dönüşebilen bir disk oluşturur.
Galaksiler arasındaki çarpışma, yukarıda bahsedilen "pasif" evrim durumunu karmaşıklaştırmaktadır - son sayısal simülasyon sonuçları, çarpışma sürecinin galaksilerin görünümünü (morfolojisini) etkilediğini göstermektedir. Genel olarak konuşursak, bir galaksinin şekli, evrimi sırasında yaşadığı çarpışmanın türüne göre belirleniyor gibi görünüyor: çoğu galaksi birleşmesi, benzer kütleye sahip iki galaksi arasında meydana gelir, bu durumda eliptik galaksiler oluşur; Büyük kütle farklılıklarına sahip iki galaksi arasında, bu birleşme süreci galaksinin evrimini etkilemeyecek ve galaksi düz bir diske dönüşmeye devam edecek. Başka bir deyişle, eliptik galaksiler birleşmelerden geçerken, ince diskli galaksiler muhtemelen uzun süredir galaksi birleşmeleri yaşamamış ve diğer formların galaksileri arada bir yerde. Tüm galaksi gözlemleri, galaksilerin bu birleşme ve evrimi görüşünü desteklemese de, gözlemlerin çoğu kabaca bu yasaya uygundur. Bu nedenle, bir galaksinin "yaşamı", çevresine ve galaksinin diskini orijinal olarak oluşturan baryon malzemesinin doğasına bağlı olarak yıldız oluşumu ve olası çarpışmalar gibi bir dizi olaydan oluşur. Galaksi yaşamının "sonu" na gelince, tanım biraz karmaşıktır.
Galaksilerin belirli bir süre içinde birbirleriyle çarpışmadıkları varsayılırsa, galaksilerin evrimi galaktik diskteki yıldızların oluşumuyla kontrol edilir. Bir galakside yıldız oluşumu süreci döngüsel olarak gerçekleşmesine rağmen - gaz yıldızları oluşturur, yıldızlar ölür ve gazın çoğu yıldızlararası maddeye geri döner. Her yıldız oluşumu-ölüm döngüsünde, gazın bir kısmı küçük kütleli yıldız kalıntılarında kalır, böylece sonunda yeni yıldızlar oluşturmak için yetersiz aktif gaz olacaktır. Kalan yıldızlararası madde söndüğünde, galaksi kademeli olarak ışık yaymaz. Galaksilerin karanlık madde diski her zaman var olmuştur, bu nedenle karanlık madde diskinin oluşumu bir galaksinin doğumunu tanımlıyorsa, karanlık madde diski yıldız oluşum süreci durduktan sonra hala varolduğuna göre, bu anlamda hiçbir galakside "ölüm" olmayacaktır.
Elbette gerçekte, galaksilerin çoğunun gruplar ve galaksi kümeleri şeklinde var olduğunu biliyoruz, bu yüzden birçok çarpışma meydana gelecektir. İki galaksi çarpıştığında, karanlık madde haleleri birleşerek daha büyük bir karanlık madde halesi oluşturacak. Şu anda, büyük galaksilerin ve küçük kütleli galaksilerin birleşmesini küçük kütleli galaksilerin "ölümü" ve büyük galaksilerin büyümesi olarak kabul edebiliriz.Benzer kütleli iki galaksinin birleşmesi için, iki galaksinin ölümü ve yeniden doğuşu olarak kabul edilebilir. "Daha büyük bir galaksi ol.
Yeterli zaman varsa, tüm galaksiler çarpışacak ve bir karanlık madde halesi oluşturacak mı? Bu aslında evrenin genişleme hızına bağlıdır. Evrenin mevcut genişleme hızının zamanla hızlandığına inanıyoruz, bu nedenle farklı galaksi grupları ve galaksi kümeleri asla birbirleriyle birleşmeyecek. Bu nedenle, gelecekte, belirli bir grup veya gökada kümesinin üyeleri, korkunç bir "süper galaksi" oluşturabilir, ancak süper galaksiler birbirleriyle çarpışmayacaktır. Karanlık madde haleleri her zaman var olacaktır (karanlık maddenin hiçbir şeyle etkileşime girmediğini varsayarak), onları evrendeki diğer tüm nesnelerden daha ölümsüz hale getirecektir.
