גלקסיה

אזור אסטרונומי שמורכב ממיליארדי כוכבים

גָּלַקְסִיָּהיוונית: γαλαξίας) היא אוסף כוכבים שכוח הכבידה קושר אותם יחד, והם סובבים כולם יחדיו סביב מרכז הגלקסיה. גלקסיות שכנות מרכיבות קבוצות גלקסיות וצבירי גלקסיות ואלו מרכיבים צבירי-על שמכילים הרבה קבוצות וצבירים. מרבית הגלקסיות ניתנות לסיווג נוח לאוסף מוגבל של מבנים קלים לזיהוי. רוב הגלקסיות מוקפות בהילה של צבירים כדוריים.

גלקסיה M101
השדה האולטרה-עמוק של האבל, מכיל אלפי גלקסיות בשלל צבעים וצורות

ביקום קיימות מאות מיליארדי גלקסיות. טלסקופים מודרניים מאתרים כמאתיים מיליארד, ועם שיפור הטכנולוגיה מתגלות גלקסיות נוספות.

הרוב המכריע של הכוכבים נוצר בגלקסיות. גודלן של גלקסיות נע בין גלקסיות ננסיות, המכילות כעשרה מיליון כוכבים, ועד גלקסיות ענק, המכילות כמאה טריליון (1014) כוכבים. מספר הכוכבים בגלקסיה ממוצעת נמנה בעשרות מיליארדים[1]. בגלקסיית שביל החלב, שבה שוכנת מערכת השמש שלנו, יש בין 200 ל-400 מיליארד כוכבים.

גלקסיות שאינן כבולות כבידתית זו לזו במסגרת קבוצות או צבירים מצייתות להתמתחות המרחב הכלל-יקומית ומתרחקות זו מזו. תופעה זו נחזתה על ידי הוגי תאוריית המפץ הגדול ואושרה בתצפיות רבות שערך האסטרונום אדווין האבל בשנת 1930. ההערכות האחרונות של מספר הגלקסיות ביקום הנצפה נע בין 200 מיליארד ל -2 טריליון או יותר[2][3].

גם ללא טלסקופ ניתן לראות, ממקום חשוך מאוד, שתי גלקסיות: גלקסיית אנדרומדה וגלקסיית המשולש. שתיהן נראות ככתם חיוור מאוד שצורתו מאורכת קמעה.

היסטוריה עריכה

בשלהי המאה ה-18 יזם האסטרונום הבריטי ויליאם הרשל סקר שמים מקיף, אותו ביצע בטלסקופים שבנה במו ידיו. במסגרת הסקר בנה הרשל הערכה גסה של המבנה התלת-ממדי בו פזורים הכוכבים. הוא הופתע לגלות שכוכבי השמיים אינם מפוזרים באופן אחיד, אלא ערוכים במעין דיסקה שמרכזה נפוח, ומישור הדיסקה הוא שביל החלב - חגורה רחבה הנראית בעין בלתי מזוינת כענן זרחני בשמי הלילה.

אחרי שהרשל פרסם את תוצאותיו טבע הפילוסוף עמנואל קאנט את המונח גלקסיה, אותו גזר מהמילה היוונית לחלב, רפרנט לשביל החלב. קאנט שיער שקיימות גלקסיות רבות, בניגוד להרשל שסבר ששביל החלב הוא הגלקסיה היחידה ביקום, ולמעשה היא היקום כולו. מחלוקת זו שיסעה את עולם האסטרונומיה למשך יותר ממאה שנה, הרבה אחרי שקאנט והרשל הלכו לעולמם.

עם שיפור הטלסקופים החלו האסטרונומים לקטלג ערפיליות, שהן גרמי שמים חיוורים. חלק מהערפיליות היו ללא מבנה מוגדר, אך אחרות נראו כדיסקה שמרכזה נפוח, בדומה למבנה שביל החלב. כחצי מאלה היו בעלות מבנה ספירלי - שני לוליינים או יותר שיצאו מהמרכז, חיוורים ממנו. תומכי מחנה קאנט טענו שאלו אינן ערפיליות כלל, אלא גלקסיות אחרות, הנמצאות מחוץ לגלקסיית שביל החלב. מצדדיו של הרשל ענו שדמיון במבנה אינו מחייב זהות בממדים, וגרסו שאפשר שאלו מערכות שמש בשלב מוקדם של יצירתן. במקביל הצליחו למדוד מרחקים לכוכבים קרובים, אך ללא שיטה למדידת המרחק ל"ערפיליות" דמויות הדיסקה לא ניתן היה ליישב את המחלוקת.

ב-1920 נערך ויכוח פומבי המכונה הוויכוח הגדול בין האסטרונומים הרלו שפלי והבר קרטיס לגבי מבנה היקום. שפלי טען כי היקום אינו גדול בהרבה משביל החלב ואילו קרטיס חשב ששביל החלב הוא רק גלקסיה אחת מני רבות. הוויכוח הוכרע רק לאחר מספר שנים כאשר אדווין האבל מדד את המרחק לגלקסיית אנדרומדה ומצא שהיא נמצאת בוודאות מחוץ לשביל החלב. האבל היה אסטרונום צעיר ומוכשר, וחשוב מכל, דקדקן באופן אובססיבי. הוא זיהה קפאיד באחת ה"ערפיליות", והסתייע בתוצאות מחקריה של הנרייטה ליוויט לחישוב המרחק לקפאיד זה. החשבון הניב תוצאה בת מאות אלפי שנות אור - בשני סדרי גודל מעל כל מרחק כוכבי שחושב קודם לכן.

בשנת 2023 נחשפה בעזרת טלסקופ החלל וב הגלקסיה הקדומה ביקום, הגלקסיה נחשפה על ידי פרופ' סטיבן פינקלשטיין מאוניברסיטת אוסטין, טקסס, והחוקר הראשי בפרויקט Cosmic Evolution Early Release Science Survey (או בקיצור: CEERS) של טלסקופ החלל וב[4].

היווצרות גלקסיות עריכה

האופן בו נוצרות גלקסיות עדיין אינו ברור די הצורך. המודלים הממוחשבים של המאה ה־20, המניחים צבירה של גז היולי בשל פעולת הכבידה בין חלקיקי הגז, מנבאים יקום בו גלקסיות אליפטיות מהוות כ 90% מכלל הגלקסיות, בעוד שבפועל חוזים בחלוקה שווה כמעט של לולייניות מול אליפטיות.

במאה ה-21 שתי תגליות חדשות פסלו את המודלים הישנים. ברוב הגלקסיות הגדולות התגלה חור שחור על-מסיבי במרכזן, ונראה סביר יותר ויותר שזהו מאפיין של כל הגלקסיות הגדולות, בעלות המבנה הסדור. בנוסף תצפיות מהשנים האחרונות מעלות שכל גלקסיה מוקפת בהילה של חומר אפל. אין ספק ששני גורמים אלה הם בעלי השפעה מכרעת על היווצרות גלקסיות. בניית מודלים חדשים, שמתבססים על תגליות אלו, עדיין בשלבי פיתוח.

סוגי גלקסיות עריכה

מספרן של הגלקסיות ביקום הנראה נאמד בסדר גודל של מאות מיליארדים. נוהגים לחלק את הגלקסיות לסוגים על פי צורתן החיצונית (ראו גם: סיווג מורפולוגי של גלקסיות):

גלקסיות לולייניות (ספירליות) עריכה

  ערך מורחב – גלקסיה ספירלית
 
גלקסיה לוליינית

לגלקסיות אלו יש מבנה לולייני, כשמהן יוצאות זרועות מפותלות. גלקסיה לוליינית דומה בצורתה החיצונית לגלקסיה שלנו, שביל החלב.

גלקסיות לולייניות מכילות כמות ניכרת של גז (בעיקר מימן מולקולרי) ואבק, ומתחוללת בהן יצירה של כוכבים חדשים. תהליך היצירה אינו מפוזר באקראי, אלא מתחולל לאורך חזיתות של גלי הלם. בחזיתות אלו רבים הכוכבים הצעירים, שחלק ניכר מהם מהוים ענקים כחולים בוהקים מאוד. חזיתות בוהקות אלו הן הזרועות הלולייניות.

גלקסיות אליפטיות עריכה

  ערך מורחב – גלקסיה אליפטית

גלקסיות אליפטיות צורתן פחות או יותר סימטרית בצורת אליפסה. הן מכילות כמויות זעומות של גז ואבק, ולא מתחוללת בהן יצירת כוכבים. פועל יוצא מכך שכוכבי הגלקסיות האליפטיות זקנים, ומאופיינים בצבע הקרוב לקצה האדום של הספקטרום.

 
הגלקסיה האליפטית "ESO 325-G004"

גלקסיות לא-סדורות עריכה

  ערך מורחב – גלקסיה לא-סדורה

לגלקסיות לא-סדורות אין צורה מוגדרת. על סמך כמה דוגמאות מאוחרות, נראה שבמקור היו אלה גלקסיות בעלות מבנה סדור, ועקב אינטראקציות עם גלקסיות גדולות מהן צורתן התעוותה והמבנה הסדור התפרק.

 
ענן מגלן הגדול, לוויין של גלקסיית שביל החלב

גלקסיית עדשה עריכה

  ערך מורחב – גלקסיית עדשה

מכילות מרכז בהיר המוקף במבנה דמוי עדשה, אך להבדיל מהגלקסיות הספירליות, אין להן זרועות וכמות הכוכבים החדשים הנוצרים בהם היא מועטה.

 
גלקסיית העדשה NGC-586

גלקסיות טבעת עריכה

  ערך מורחב – גלקסיית טבעת

נקראות כך בשל צורתן המזכירה צורת טבעת. כיום מאמינים שגלקסיות טבעת נוצרות כאשר גלקסיה קטנה עוברת דרך מרכזה של גלקסיה גדולה. מכיוון שרוב הגלקסיה מכילה מרחב ריק, ה"התנגשות" גורמת רק לעיתים נדירות להתנגשויות ממשיות בין כוכבים.

 
גלקסיית הטבעת "אובייקט הוג"

גלקסיות ננסיות עריכה

  ערך מורחב – גלקסיה ננסית

נקראות כך בגלל ממדיהן הקטנים יחסית לגלקסיה ממוצעת. לגלקסיות ננסיות אין מבנה סדור, והן מהוות שלב ביניים בין הגלקסיות הגדולות, בעלות המבנה הסדור, לערפיליות פליטה בהן נוצרים כוכבים.

 
הגלקסיה הננסית NGC 1705 שנמצאת במרחק 17 מיליון שנות אור מכדור הארץ

גלקסיות אפלות עריכה

  ערך מורחב – גלקסיה אפלה

גלקסיה אפלה היא עצם היפותטי בגודל של גלקסיה, המכיל מעט מאוד, אם בכלל, כוכבים, ומשום כך הוא אפל. גלקסיה אפלה מוחזקת ביחד על ידי חומר אפל וייתכן שגם גז ואבק. אף על פי שיש כמה מועמדים לגלקסיה מסוג זה, עדיין לא אושש קיומה בשום דרך מקובלת.

רשימת גלקסיות עריכה

שם גודל בשנות אור (הקוטר) מרחק (בשנות אור)
שביל החלב 100,000 26,000
גלקסיית אנדרומדה 220,000 2,540,000
גלקסיית המשולש 60,000 2,810,000
גלקסיית הסומבררו 76,200 30,000,000
גלקסיית גלגל הרוח 175,000 21,000,000
M87 130,000 55,000,000
M74 95,000 30,000,000
M61 100,000 53,000,000
גלקסיית המערבולת 76,000 23,000,000
M32 8,000 2,490,000
M58 110,000 63,300,000
גלקסיית העין השחורה 55,000 19,000,000
גלקסיית החמניה 92,220 25,200,000
גלקסיית גלגל הרוח הדרומית 55,000 15,000,000
M88 125,000 60,000,000
M90 152,000 55,000,000
גלקסיית הסיגר 37,500 11,500,000
M81 90,000 11,800,000
NGC 4945 72,730 12,500,000
NGC 4535 106,410 51,500,000
NGC 4689 66,950 53,500,000
NGC 4461 47,790 46,900,000
NGC 4526 99,490 47,500,000
NGC 4214 24,010 9,700,000
NGC 300 40,460 6,350,000
NGC 4395 52,920 13,800,000
NGC 4388 82,850 58,800,000
NGC 4567-8 114,430 54,900,000
NGC 3384 58,510 36,600,000
NGC 4293 76,850 47,200,000
NGC 586 47,500 76,030,000
אובייקט הוג 121,000 612,800,000
NGC 247 66,440 10,700,000
NGC 4698 72,450 62,300,000
קנטאור A 80,000 11,000,000
NGC 383 150,000 209,000,000
אלקיונאוס 242,700 3,500,000,000
IC 10 6,020 2,590,000
IC 1101 1,600,000 1,154,600,000
IC 1011 91,000 380,700,000
NGC 262 1,050,550 210,000,000
מאלין 1 111,250 1,190,000,000
NeVe 1 331,800 411,200,000
NGC 1399 412,300 66,000,000
UGC 2885 463,000 232,000,000
3C 348 459,800 2,100,000,000
A2261-BCG 544,600 3,000,000,000
גלקסיית הראשן 558,400 420,000,000
ESO 444-46 402,200 640,000,000
גלקסיית ברנרד 6,750 1,500,000
NGC 6872 522,000 212,000,000
גלקסיות אנטנה 500,000 45,000,000
NGC 623 804,000 395,100,000
NGC 625 20,640 12,200,000
IC 342 86,200 9,900,000
IC 1613 11,590 2,460,000
IC 5152 6,850 5,500,000
IC 2574 43,800 11,400,000
IC 4182 23,970 13,700,000
ESO 306-17 1,070,000 517,300,000
ESO 383-G 076 1,760,000 654,200,000
NGC 4216 124,390 52,800,000
M110 17,000 2,690,000
NGC 1569 5,000 10,960,000
גלקסיית הפסל 83,000 10,400,000
הגלקסיה הננסית כלבי ציד I 3,680 710,000
הגלקסיה הננסית כלבי ציד II 480 520,000
הגלקסיה הננסית עוף החול 1,920 1,350,000
הגלקסיה הננסית משאבה 2,560 4,400,000
גלקסיית המחוגה 30,000 13,000,000
M77 170,000 47,000,000
גלקסיית ביצה מטוגנת 23,000 72,400,000
NGC 1300 110,000 61,300,000
ESO 325-G004 545,170 654,900,000
ענן מגלן הגדול 14,000 157,000
ענן מגלן הקטן 7,000 197,000
הגלקסיה הננסית דרקון 2,680 260,000
הגלקסיה הננסית הדובה הגדולה I 2,100 316,000
KUG 1234+204 171,000 408,700,000
הגלקסיה האליפסואידית הננסית פגסוס 2,960 2,550,000
BCG של שביל הכדורי הפניקס 1,436,100 8,610,000,000
ESO 270-17 63,160 14,400,000
M106 130,000 24,000,000
M105 55,000 35,000,000
EGS-zs8-1 15,000 13,100,000,000
MACS1149-JD1 3,000 13,280,000,000
GN-z11 4,000 13,400,000,000
3C 295 2,000,000 4,600,000,000
HD1 100,000~ 13,441,800,000
GLASS-z12 3,000 13,600,000,000
JADES-GS-z13-0 ???? 13,400,000,000
F200DB-045 ???? 13,725,000,000

ראו גם עריכה

לקריאה נוספת עריכה

  ספר: גלקסיות
אוסף של ערכים בנושא הזמינים להורדה כקובץ אחד.
  • Bradley W.Carroll and Dale A.Ostlie, An Introduction to Modern Astrophysics, 2nd edition, Addison-Wesley, 2007. ISBN 0805304029.

קישורים חיצוניים עריכה

הערות שוליים עריכה

  1. ^ ישנן הערכות שמדובר במאות מיליארדים של כוכבים, ראו כאן למשל אבי בליזובסקי, כמה גלקסיות יש ביקום?, באתר הידען, ‏2009-08-03
  2. ^ THE EVOLUTION OF GALAXY NUMBER DENSITY AT z < 8 AND ITS IMPLICATIONS
  3. ^ Two Trillion Galaxies, at the Very Least
  4. ^ רשמית: הגוש האדום הזה הוא הגלקסיה הרחוקה והעתיקה ביקום (בינתיים), באתר סוכנות החלל הישראלית, 17 באוגוסט 2023