Thiên Hà Elip - Elliptical Galaxy

...N1R0...

Vote: 6

Các thiên hà có nhiều hình dạng và kích cỡ. Trong số các khối lớn nhất là “hình elip”, những khối hình quả bóng khổng lồ lên đến một nghìn tỷ ngôi sao. Nơi chúng sống và cách chúng được xây dựng có thể dạy cho các nhà thiên văn học rất nhiều về sự tiến hóa của vũ trụ và tương lai có gì cho Dải Ngân hà của chúng ta.

Hình elip là một trong ba lớp chính của thiên hà được nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble xác định vào năm 1936. Không giống như hai lớp còn lại — xoắn ốc và hình lăng trụ — hình elip hầu như không có cấu trúc rõ ràng. Chúng đơn giản như một tập hợp các ngôi sao có thể là những đốm màu lớn có hình dạng gần như hình cầu. Qua kính thiên văn nghiệp dư, chúng chỉ xuất hiện như không có gì xung quanh, một mảng sáng mờ trên nền tối của bầu trời đêm.

Hơn bất kỳ lớp thiên hà nào khác, hình elip thể hiện một loạt các kích thước và khối lượng khác nhau. Những thiên thể nhỏ nhất, hình elip lùn, chỉ có chiều ngang vài trăm năm ánh sáng và không lớn hơn nhiều so với các cụm sao cầu. Phần lớn nhất kéo dài hàng trăm nghìn năm ánh sáng từ đầu này đến đầu kia và làm lùn thiên hà của chúng ta so với. Khối lượng lớn nhất có thể chứa gần một nghìn tỷ ngôi sao hoặc hơn khoảng một nghìn lần so với Dải Ngân hà.

Sự đơn giản rõ ràng của một thiên hà hình elip — một quả cầu khổng lồ của các ngôi sao — có thể bị lừa dối. Trong các quầng sáng đồng nhất của chúng, các hình elip thể hiện một lịch sử phong phú và phức tạp truy ngược lại cội nguồn của chính vũ trụ.

Hình elip đã cũ. Những ngôi sao sống trong chúng là một trong những ngôi sao lâu đời nhất trong vũ trụ. Không giống như những người anh em họ xoắn ốc của chúng, các thiên hà hình elip đã ngừng hoạt động của các động cơ hình thành sao của chúng. Không còn nhiều khí và bụi cần thiết, chúng không còn tạo ra các ngôi sao mới. Thay vào đó, chúng giữ chặt những ngôi sao cổ xưa đã sống hàng tỷ năm.

Việc thiếu khí giữa các vì sao là di tích từ quá khứ bạo lực của các thiên hà elip. Chuyển động của các ngôi sao trong các thiên hà này, cùng với các mô phỏng máy tính tinh vi, tiết lộ rằng chúng rất có thể là sản phẩm của nhiều vụ va chạm giữa các thiên hà. Khi các thiên hà xoắn ốc va chạm, phần lớn khí bị tách ra và bay vào không gian giữa các thiên hà. Những gì còn sót lại sẽ nhanh chóng bị nén lại, gây ra một vụ nổ hình thành sao được gọi là vụ nổ sao. Làn sóng các ngôi sao mới tiếp tục làm cạn kiệt nguồn dự trữ khí của thiên hà thông qua các cơn gió sao cường độ cao và các siêu tân tinh thổi các đám mây khí vào không gian sâu.

Các khu vực dày đặc nhất của vũ trụ là nơi cung cấp nguồn dinh dưỡng màu mỡ cho các thiên hà elip phát triển. Trong các cụm giàu, các vụ va chạm giữa các thiên hà là phổ biến. Các thiên hà lớn nhất kéo theo nhiều thiên hà nhỏ hơn và tự xây dựng bằng cách ăn thịt các nước láng giềng. Trong các cụm thiên hà dày đặc, như Cụm thiên hà nằm cách Trái đất gần 300 triệu năm ánh sáng, phần lớn các thiên hà là hình elip. Trong cụm này, tất cả chúng đã tập trung về phía trung tâm của cụm, để lại các thiên hà xoắn ốc còn lại hướng ra các rìa. Nằm ở lõi của cụm sao này là một thiên hà hình elip khổng lồ — NGC 4874 — lớn hơn mười lần so với Dải Ngân hà và được bao quanh bởi một bầy elip lùn nhỏ hơn.

Một trong những khía cạnh hấp dẫn nhất của hình elip khổng lồ là những gì chúng ẩn trong lõi của chúng. Nằm sâu trong trung tâm, mỗi hình elip chứa một lỗ đen siêu lớn. Một lỗ đen điển hình hình thành từ cái chết của một ngôi sao lớn và nặng hơn nhiều lần so với mặt trời của chúng ta. Tuy nhiên, các lỗ đen trong trung tâm thiên hà có thể chứa khối lượng bằng vài tỷ mặt trời. Không một ngôi sao nào có thể làm được điều đó. Sự hình thành của những lỗ đen siêu lớn này là một lĩnh vực đang được nghiên cứu tích cực. Rất có thể, chúng phản ánh lịch sử hình thành của thiên hà. Mỗi vụ va chạm thiên hà đưa vật chất xuống trung tâm của thiên hà, nơi các lỗ đen có kích thước sao riêng lẻ có thể hợp nhất và phát triển.

Các thiên hà elip là một trong những hệ sao đơn lớn nhất trong vũ trụ và lưu giữ một lịch sử lâu dài về các vụ va chạm giữa các thiên hà. Có tới một nghìn tỷ mặt trời, chúng thậm chí có thể cung cấp cái nhìn về tương lai của vũ trụ. Các ellipticals sẽ tiếp tục tiêu thụ tất cả các thiên hà xoắn ốc? Liệu tương lai xa có dẫn đến một vũ trụ chỉ gồm các thiên hà hình elip, nơi mà sự hình thành tất cả các ngôi sao đã chấm dứt từ lâu? Những kho sao khổng lồ này chứa đựng những gợi ý về cả quá khứ và tương lai của vũ trụ chúng ta, vì lý do đó, sẽ thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học trong nhiều thế hệ sau.

Galaxies come in many shapes and sizes. Among the largest are the “ellipticals”, massive ball-shaped conglomerations of up to a trillion stars. Where they live and how they are built can teach astronomers a lot about the evolution of the universe and what the future has in store for our own Milky Way.

Ellipticals are one of three main classes of galaxies defined by American astronomer Edwin Hubble in 1936. Unlike the other two classes—spirals and lenticulars—ellipticals have almost no discernible structure. They are about as simple as a gathering of stars can be massive blobs roughly spherical in shape. Through an amateur telescope, they appear as no more than around, a fuzzy patch of light against the dark background of the night sky.

More than any other galactic class, ellipticals exhibit a tremendous range of sizes and masses. The smallest ones, dwarf ellipticals, are merely a few hundred light-years across and aren’t much larger than globular clusters. The largest extends hundreds of thousands of light-years from one end to the other and dwarfs our galaxy in comparison. The most massive can contain nearly a trillion stars or about a thousand times more than the Milky Way.

The apparent simplicity of an elliptical galaxy—a massive ball of stars—can be deceptive. Within their uniform halos, ellipticals show a rich and complex history tracing back to the roots of the universe itself.

Ellipticals are old. The stars that live within them are among the oldest in the universe. Unlike their spiral cousins, elliptical galaxies have shut down their star formation engines. Devoid of much of the needed gas and dust, they no longer create new stars. Instead, they hold tightly to ancient stars that have lived for billions of years.

The lack of interstellar gas is a relic from the ellipticals’ violent pasts. The motions of stars within these galaxies, along with sophisticated computer simulations, reveal that they are most likely the product of many galactic collisions. As spiral galaxies collide, much of the gas is stripped off and flung into intergalactic space. What is left behind gets rapidly compressed, triggering a blast of star formation known as a starburst. The wave of new stars further depletes the galaxy’s gas reserves through intense stellar winds and supernovae that blow gas clouds into deep space.

The densest regions of the universe provide fertile feeding grounds for growing ellipticals. In rich clusters, galactic collisions are common. The largest galaxies pull in many smaller ones and build themselves by cannibalizing their neighbors. In dense galactic clusters, like the Coma Cluster located nearly 300 million light-years from Earth, the majority of galaxies are ellipticals. In this cluster, they have all congregated towards the cluster’s center leaving the remaining spiral galaxies out towards the edges. Sitting at the core of the cluster is a massive elliptical galaxy—NGC 4874—ten times larger than the Milky Way and surrounded by a swarm of smaller dwarf ellipticals.

One of the most intriguing aspects of giant ellipticals is what they hide in their cores. Deep in the centers, ellipticals each contain a supermassive black hole. A typical black hole forms from the death of a massive star and weighs at most a few times more than our sun. The black holes in galactic centers, however, can contain the mass of several billion suns. No single star can do that. The formation of these supermassive black holes is an area of active research. Most likely, they reflect the formation history of the galaxy. Each galactic collision funnels material down to the center of the galaxy where individual star-sized black holes can merge and grow.

Elliptical galaxies are among the largest single star systems in the cosmos and preserve a long history of galactic collisions. Housing up to a trillion suns, they may even provide a peek into the future of the universe. Will ellipticals continue to consume all spiral galaxies? Will the distant future lead to a universe of only elliptical galaxies where all-star formation has long since ceased? These massive stellar warehouses contain hints at both the past and future of our universe and, for that reason, will draw the astronomer’s gaze for many generations to come.

Nguồn: Here

Những bài khác về vũ trụ:

Lý thuyết phổ biến nhất về nguồn gốc vũ trụ

Vật Chất Tối, Năng Lượng Tối

Vụ nổ sóng vô tuyến bí ẩn trong vũ trụ

Hố Đen - Black Holes

Dải Ngân Hà của chúng ta - The Milky Way

Lỗ trắng - White Hole

Thiên Hà Lớn Nhất Vũ Trụ IC 1101

Thiên Hà Lùn-Dwarf Galaxies

Thiên Hà Xoắn Ốc- Spiral Galaxies