Galaktyki – czym są, gdzie występują i ile galaktyk odkryto?

● Galaktyki to ogromnych rozmiarów skupiska gwiazd, mgławic, ciemnych materii, planet. ● Istnieją różne rodzaje galaktyk, nazywane w zależności od ich kształtu spiralnymi, soczewkowatymi, eliptycznymi i nieregularnymi. ● Astronomowie wciąż odkrywają nowe galaktyki, dlatego ich dokładna liczba jest szacunkowa, określana na ok. 100-200 milionów galaktyk we wszechświecie. 

Galaktyki można zdefiniować jako ogromne skupiska gazu międzygwiezdnego, pyłu, planet, ciemnej materii i miliardów gwiazd oraz ich układów słonecznych, utrzymywanych razem przez grawitację. Mogą być różnej wielkości, większość galaktyk – wraz ze swoimi pojedynczymi gwiazdami, ich układami oraz mgławicami – mierzy od kilku do kilku tysięcy lat świetlnych.

Galaktyki ze względu na ich kształt dzielimy na galaktyki nieregularne, soczewkowate, eliptyczne i spiralne. Znanymi galaktykami są m.in. Droga Mleczna, Galaktyka Andromedy, Wielki Obłok Magellana. Najstarszą, odkrytą w 2022 roku, jest HD1, a największą, mierzącą ok. 4 mln lat świetlnych średnicy, jest IC 1101.

Naszą galaktyką jest Droga Mleczna o średnicy ok. 100 000 lat świetlnych i grubości ok. 1000 lat świetlnych. Droga Mleczna jest galaktyką spiralną. Czasami nazywana jest też po prostu Galaktyką (pisane wielką literą). Szacuje się, że w Drodze Mlecznej znajduje się od 100 miliardów (na dolnym poziomie galaktyki) do 400 miliardów (na jej górnym końcu) gwiazd.

Przypuszczenia, że w Drodze Mlecznej może znajdować się wiele gwiazd, udowodnił  w XVII wieku Galileusz. W XVII wieku zaczęto podejrzewać, że nasza galaktyka jest wielkim obiektem, na który składają się gwiazdy krążące wokół wspólnego centrum dzięki siłom grawitacyjnym. Jednak dopiero w latach 30. XX wieku obliczono na podstawie analizy położenia gwiazd, obowiązujący bez większych zmian do dziś, aktualny model Drogi Mlecznej. 

Nasz Układ Słoneczny oddalony jest o niecałe 30 tys. lat od centrum Drogi Mlecznej i znajduje się w tzw. Ramieniu Oriona. Sam dysk Galaktyki ma średnicę ok. 120 tys. lat świetlnych, a grubość ok. 2–3 tys. lat świetlnych. W skład Drogi Mlecznej wchodzą m.in. mgławice gazowe i pyłowe, gromady otwarte (z młodymi gwiazdami) i ok. 200 kulistych (ze starymi gwiazdami) gwiazd oraz supermasywna czarna dziura Sagittarius A* w jej centrum.

Najprostsza odpowiedź brzmi: nie wiadomo. Jest ich tak wiele, że nie sposób je zliczyć. Dane szacunkowe, zebrane i obliczone dzięki obserwacji nieba przez teleskop Hubble’a, mówią, że we wszechświecie może znajdować się od 100 do 200 miliardów galaktyk.

Galaktyki, za sprawą siły grawitacji, mogą przyjmować różne formy i utrzymywać swój kształt. Klasyfikację galaktyk opracował w 1936 roku Edwin Hubble. Podzielił je za względu na ich kształt na:

Galaktyki spiralne (np. Droga Mleczna) – kształtem przypominają ogromne wiatraki, których ramiona składają się z gwiazd oraz dużej ilości gazu i pyłu. Galaktyki spiralne dzielą się na galaktyki spiralne z poprzeczką i bez poprzeczki. Są jednymi z najjaśniejszych we wszechświecie, dzięki dużej liczbie młodych gwiazd, które są jaśniejsze od innych. Około 60 proc. galaktyk w pobliżu Drogi Mlecznej to właśnie galaktyki spiralne. 

Galaktyki eliptyczne mają kształt rozciągniętych okręgów lub elipsy, bez ramion. Składają się głównie ze starszych gwiazd, zawierają niewiele pyłu i gazu. Są za to największymi i najczęściej obserwowanymi galaktykami, a ok. 20 proc. galaktyk w pobliżu Drogi Mlecznej, to właśnie galaktyki eliptyczne. Przykładem jest Messier 60.

Galaktyki soczewkowate są formą pośrednią pomiędzy galaktykami spiralnymi a eliptycznymi. Jądro galaktyki soczewkowatej przypomina spłaszczoną galaktykę eliptyczną, dysk nie ma ramion spiralnych, sama galaktyka może jednak zawierać poprzeczkę, tak jak galaktyki spiralne. Charakterystyczną cechą galaktyki soczewkowatej jest to, że nie zawiera młodych gwiazd ani pyłu międzygwiezdnego.

Galaktyki nieregularne nie mają określonego kształtu. To jedne z najmniejszych galaktyk, często wypełnione gazem i pyłem i wieloma młodymi gwiazdami, dzięki czemu są jasnymi galaktykami. One także stanowią ok. 20 proc. najbliższych nam galaktyk.  Przykładem galaktyki nieregularnej jest Wielki Obłok Magellana.

Typowa galaktyka może mieć od kilkudziesięciu do ok. 200 tys. lat świetlnych, a masę galaktyk liczy się w miliardach mas Słońca. Uważa się, że dużą część galaktyk stanowi czarna materia, która jest niewidoczna, lecz oddziaływanie grawitacyjne świadczy o tym, że istnieje. W centrum galaktyk znajdują się zazwyczaj supermasywne czarne dziury. W naszej Galaktyce jest to Sagittarius A*. 

Galaktyki najczęściej zgrupowane są w grupy lub gromady. Znajdujące się w nich obiekty są ze sobą powiązane za pomocą sił grawitacyjnych. Droga Mleczna należy do Grupy Lokalnej, w której znajduje się ponad 50 innych galaktyk, a cała grupa ma ok. 10 milionów lat świetlnych rozciągłości. Największe galaktyki w Grupie Lokalnej to Droga Mleczna, Galaktyka Andromedy i Galaktyka Trójkąta. Można je zobaczyć na nocnym niebie bez teleskopu astronomicznego. Wokół Grupy Lokalnej znajduje się jeszcze pięć gromad galaktyk, które wraz z Grupą Lokalną i kilkuset innymi gromadami, zawierającymi ok. 100 tys. galaktyk, wchodzą w skład supergromady Laniakea.

Galaktyki czasami zbliżają się do siebie i zderzają się ze sobą. Naukowcy obliczyli, że za około 3 miliardy lat Droga Mleczna zderzy się z leżącą ok. 2,5 mln lat świetlnych dalej Galaktykę Andromedy (inaczej: Messier 31).

Prawdopodobieństwo zniszczenia Układu Słonecznego w wyniku tej kolizji jest jednak małe, ponieważ galaktyki są tak rozległe na swoich końcach, że nawet jeśli dwie z nich zderzą się ze sobą, wcale nie oznacza to, że musi dojść do kolizji gwiazd czy planet.