iPon Cikkek

Mitől galaxis egy galaxis?

Dátum | 2012. 03. 28.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A csillagászati objektumok elnevezése több egyszerű szemantikai tevékenységnél. A szavak fontosak. A kutatások során használt terminológiának meghatározó szerepe van a támogatók és a közvélemény megnyerésében. De ami még fontosabb: a jól megválasztott elnevezések teszik lehetővé, hogy a különféle csoportokba sorolt csillagászati objektumokról globális következtetéseket lehessen levonni.

A tudomány nyelve pontos, jól körülhatárolt definícióiról híres, mégis ritkán látni olyat, hogy egy tanulmány kifejezetten a precíz szóhasználat szükségességével foglalkozik. A fenti sorok Beth Willman és Jay Strader tanulmányában szerepelnek, akik azt a célt tűzték ki maguk elé, hogy a lehető legprecízebben meghatározzák, mit értünk pontosan a galaxis elnevezés alatt. Ha feltesszük a kérdést egy szakembernek ‒ mi a galaxis tudományos meghatározása? ‒, várhatóan feltételek és kikötések terjedelmes listájával tűzdelt hosszas magyarázatot kapunk válaszul. Rengetegféle különböző tulajdonságok alapján megkülönböztetett galaxis van: spirál vagy elliptikus, szomszédos vagy elszigetelt, fényes vagy halvány, nagy vagy kicsi, szabályos vagy szabálytalan és így tovább. De mi az, amitől egy galaxist galaxissá tesz, mi különbözteti meg az égi állatkert többi lakójától?

A Messier 51, más néven Örvény-köd vagy Örvény-galaxis
Egy tipikus definíció szerint a galaxisok csillagok, csillagközi gázok, por és a láthatatlan sötét anyag nagy kiterjedésű, gravitációsan kötött rendszerei. Ez a meghatározás a sötét anyag jelenlétének kivételével semmiben nem különbözik attól, ahogy például egy gömbhalmazt leírnánk, amely egyes törpegalaxisoknál még nagyobb is lehet méretében. Az utóbbi években került bele a definícióba a sötét anyag jelenléte, mint feltétel, amely a galaxisokban megtalálható, a csillaghalmazokban viszont nem. Tekintve azonban, hogy a sötét anyagot néhány elszigetelt kísérlettől eltekintve még ma is csak közvetve tudjuk kimutatni, ennek jelenléte vagy hiánya nem sokkal visz előrébb, ha a galaxis precíz leírása a célunk. Willman és Strader ezért egy tisztán fizikai hátterű definíciót javasol tanulmányában:

A galaxis csillagok gravitációsan kötött csoportja, amelynek működése nem írható le pusztán olyan barionok (proton, neutron, hiperon) összességeként, amelyek a newtoni gravitációs törvénynek megfelelően viselkednek.

A meghatározás előnye, hogy nem függ az elméleti modellek igazságától. Ha a sötét anyag elméletét igaznak feltételezzük, akkor a leírás tovább egyszerűsödik: a galaxis csillagok olyan csoportosulása, amely sötét anyagot tartalmaz. Ha az elmélet valótlannak bizonyul, akkor is bizonyos, hogy egy galaxis csillagait valami több tartja össze egyszerű gravitációnál.

De hogyan segít az új definíció a gyakorlatban, azaz hogyan dönthetjük el, hogy kicsi törpegalaxist vagy nagy gömbhalmazt látunk? A newtoni törvényeknek való megfelelést vagy nem megfelelést a legegyszerűbb a csillagcsoport tagjainak mozgását vizsgálva eldönteni. A viriál-tétel értelmében egy zárt rendszer kinetikus energiája a gravitációs potenciális energiájának fele, így a csillagok mozgási sebességéből kiszámítható a galaxis össztömege. A következő lépés a látható tömeg megállapítása, amelyet nagyon leegyszerűsítve a rendszer látható objektumai által kisugárzott fény alapján becsülnek meg. Ha a látható tömeg jelentősen kevesebbnek mutatkozik a „dinamikus” tömegnél, akkor a newtoni törvények nem csak a barionokra hatnak, vagyis a rendszer galaxis.

A Messier 13, más néven M13 gömbhalmaz

Persze a fenti módszerekkel végzett tömegbecslések, ahogy a nevük is mutatja: becslések. Előfordulhat, hogy olyan csillag sebességi adatai kerülnek a többi közé, amely nem tartozik szervesen a rendszerhez. Egy nagyobb sebességű égitest jelenlétében a dinamikus tömeg jelentősen nagyobbnak mutatkozhat a ténylegesnél. A két becsült tömeg közti eltérés mértéke is véleményes: mekkora különbség esetén beszélünk galaxisról, és meddig egyszerű mérési, becslési hibáról? A látható tömeg szintén alábecsülhető, ha nagy mennyiségű nehéz objektumot tartalmaz a rendszer, fehér törpéket vagy neutroncsillagokat, amelyek észlelése fölött könnyű elsiklani.

Willman és Strader javaslata szerint a rendszer tagjaiban a jelenlevő fém mennyisége, különösen a vas-hidrogén arány eloszlása további támpontot nyújthat a besoroláshoz. A galaxisokat összetartó jelentősebb erők meghatározóak ugyanis abban, hogy egy szupernóva-robbanás során mennyi keletkező anyagot képes megtartani magának a rendszer. Vas mind Ia, mind II típusú szupernóvák robbanása esetén keletkezik, és ha egy rendszer nem képes az így létrejött vasat megtartani (azaz valószínűleg csillaghalmaz), akkor a csillagok minden generációja hasonló mértékben fogja tartalmazni a fémet, vagyis nem lesznek nagy eltérések. A galaxis ezzel szemben jobban képes a saját gravitációs mezejében megtartani a vasat, így az egyes csillaggenerációk között nagy eltéréseket tapasztalhatunk a vas-hidrogén arányban.


A szerzők 40 rendszert vizsgáltak a fenti szempontok alapján, a korábbi besorolás szerint ezek között 16 törpegalaxis (fekete) és 24 gömbhalmaz (piros) volt. Az abszolút fényesség függvényében vizsgálva a vas-hidrogén arányok szórását élesen elkülönült a két csoport, a gömbhalmazok (két kivétellel) láthatólag alig képesek a keletkező vas megtartására. A tanulmány javasolt definíciója szerint tehát galaxisnak tekinthetők a -10 magnitúdónál halványabb objektumok közül azok, amelyek esetében a csillagokban megállapított vas-hidrogén arány szórása 0,2 fölött van. A két „anomáliáról” (M54 és ωCen) már korábban is felmerült, hogy egykori törpegalaxisok magjának maradványai, és mostani szereplésük megerősíteni látszik ezt a sejtést.

Egy nehéz eset: a Messier 54 a régi besorolás szerint gömbhalmaz, de az új adatok alapján inkább egy törpegalaxis maradványának tűnik
A szerzők foglalkoznak a 8 magnitúdónál halványabb, úgynevezett ultrahalvány törpegalaxisokkal (UFD) is. Ezek közül az a kevés objektum, amelyek esetében bármi is megállapítható a csillagok mozgásról és a fémek jelenlétéről, megfelel a szerzők által felvázolt definícióknak. Arra is felhívják a figyelmet a kutatók, hogy számos UFD-jelölt van, amelyek státuszának megerősítése nagyban megnövelné a galaxisok számát a skála alacsony fényerejű objektumokat tartalmazó végén, ami jelentős hatással lehet az ilyen galaxisok születéséről és jellemzőiről alkotott elméletekre.

Mint az eddigiekből kiderült, definíciót alkotni nem könnyű feladat, és még számos mérés, megfigyelés és összehasonlítás vár a szerzők által megfogalmazott meghatározásra, mielőtt az közkeletű használatba kerülhet. Az idő fogja eldönteni, hogy megragad-e, vagy újabb szempontok alapján történő meghatározást kell keresni. Mindenesetre reménykedjünk, hogy a csillagász-hallgatók következő generációja esetleg már jobban körülhatárolt választ kap professzorától arra a kérdésre, hogy mi is egy galaxis?

A Messier 104, más néven M104 vagy Sombrero-galaxis
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

5. balikabo
2012.03.28. 14:31
Fu annyira fura belegondolni hogy végtelen az űr és végtelen számú bolygók vannak mi meg azt az 1 et is alig ismerjük ahol élünk.Az emberi civilizáció bámulatos, lenyűgöző fejlődésen ment át nagyon rövid idő alatt, gyakorlatilag ha úgy vesszük szinte 0 hoz közelítő idő alatt lett ilyen a civilizációnk, nem temetem magunkat, hiszem hogy nagy jövő előtt állunk, a technológiai fejlődés olyan léptékben halad amibe belegondolni is káprázatos. őszinte leszek, én hiszek abban hogy máshol is alakult ki élet, és civilizáció, abban is hiszek hogy vannak olyan civilizációk amik akár a galaxisok közötti utazást is meg tudják oldani. Ha belegondolsz hogy a Föld hol van és mekkora az univerzumhoz képest akkor rá kell jönni hogy majdnem olyan mint mondjuk egy porszem a sivatagban és azok között is az egyik legkisebb porszem. Gondold el, a sivatag egyik részén van egy hatalmas város, tőle távol meg egy porszem, a város sosem vesz tudomást a porszemről és fordítva, szerintem ez lehetséges, hogy vannak nagy civilizációk, amik ugyan így vannak mint a példámba. Most lehet azon filózni hogy a földön sok helyen éhinség van, fejletlenek egyes pontok, földrészek, területek. Valamiért mégis úgy érzem hogy mi képesek vagyunk túlélni. Viszonylag drasztikusan fejezem ki magam, és ne gondoljátok hogy én ezt akarom, de szerintem a jövőben a fejlődés akkor fog megjelenni és a társadalom átalakulni, gondolok itt globálisan, ha a szegények "kipusztulnak" az éhezők kipusztulnak, a fejletlen területek megsemmisülnek. Drasztikusan hangzik és olyannak mint valamiféle "tisztogatás" de mégis mintha ebben lenne a jövő, sajna mi is valahol a "szegények" kategóriába tartozunk. Ugyebár jelennek meg cikkek folyamatosan új anyagokról, módszerekről, tervekről.. Pl az űrlift és az anyag olcsó kijuttatása a világűrbe, amik hatalmas lehetőségeket nytnak meg az ember előtt, nagyméretű űrhajók építése, ami csak az űrben lehetséges, mivel ha itt építenénk meg a földön azt fel is kellene juttatni ami lehetetlen lenne. Lehet hülyén hangzik de pl a hold "benépesítése", többi bolygó felfedezése stb. Én örülök hogy ebbe a korba születtem de csalódott is vagyok mert mint mondtam hiszem hogy ennél sokkal többre jutunk minden téren, olyanokra amikre most gondolni se lehet amiket a képzeletedben sem ismernél, jó lett volna oda születni
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. balikabo
2012.03.28. 14:32
EZAZ 2x elküldi <Töröltem a második hozzászólást. -Pacman->
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. asdsa
2012.03.28. 16:41
Nem tudom, hogy volt-e már sötétanyagról megjelent cikk itt, de ő róla is szívesen olvasnék.
@balikabo
off/Vagy az is lehet, hogy a szegények biztosítják az olcsó és fenntartható fejlődést és ha már ki akarnak törni a szegénységből, vagy összeomlanak akkor az a fejlődő résznek is nagy visszaesést jelent.Például viszik ki a gyárakat Kínába meg a tejtermékeket egyebeket más Kelet-európai országba, csak hogy több hasznuk legyen.
Például Afrikában a színesfémeket/gyémántot élelmiszereket töredékáron kitermelik és ha ez nem lenne akkor Európában is minden sokkal drágább lenne.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. tibaimp
2012.03.28. 17:46
Én ezt valahogy úgy tudnám elképzelni, mondjuk pár ezer év múlva, mint az alien filmekben, nem a lényre gondolok, hanem a hatalmas pénzéhes katonai/politikai befolyással rendelkező mamutvállaltok kialakulására, akik olcsón szállíttatják ide a Földre esetleg a Holdra a nyersanyagot más bolygókról. Még azt is el tudom képzelni, hogy sok ezer év telne el úgy, hogy nem is találkoznánk mikrobákon valamiféle növényi vegetáción kívül idegen élettel.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. jedi
2012.03.28. 20:01
Már annyiszor annyi helyen leírtam, de ha valaki szeretné a legtöbbet megtudni erről a témáról, meg az összes ehhez kapcsolódó témáról, töltse le a "Természettudományok Bibliáját" !Mert csak így szokták emlegetni "Carl Sagan : Cosmos" című 13 részes sorozatát . Állítom, akihez közel áll ez a téma, nem bírja abba hagyni ! Én már vagy 4-szer néztem végig, de még vagy 44-szer végig fogom az életem folyamán . Ahhoz képest, hogy a 80-as évek elején készült ( 30 éve ), hihetetlen milyen dolgok annak benne !!!!!!!!!!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!