Галактики являются самыми крупными структурами во Вселенной, объединяя миллиарды, а иногда даже триллионы звёзд под своими массивными гравитационными узами. В галактиках также присутствуют космическая пыль и обширные облака газа, а также планеты и другие объекты, которые могут вращаться вокруг звёзд.
Процесс формирования галактик начался почти 14 миллиардов лет назад с одной невообразимо горячей, плотной и крошечной точки
Согласно теории большого взрыва, эта сингулярность была всей Вселенной в её целостности. Затем она взорвалась, охлаждалась и расширялась в процессе. Представьте себе скомканную бумажку, разворачивающуюся в огромную карту, и у вас есть очень грубая модель того, что произошло.
После большого взрыва первозданная Вселенная состояла только из излучения и субатомных частиц.
Как она эволюционировала в более чем 100 миллиардов галактик?
У учёных есть два вида теорий, обе из которых зависят от гравитационных эффектов коллапсирующего газа в ранних галактиках.
Во-первых, существуют теории снизу вверх, в которых газ коллапсирует и сжимается в комки размером с миллион Солнц (это начало для чего-то размером с Вселенную). Затем эти комки объединяются, чтобы создать галактики. С другой стороны, теории сверху вниз начинаются с крупных объектов. Эта школа мысли утверждает, что образовавшиеся комки были размером с несколько галактик, которые в свою очередь разлагались на отдельные галактики. Эти последние теории объясняют, почему галактики существуют в скоплениях.
В любом случае — снизу вверх или сверху вниз — образовавшиеся комки затем коллапсировали в протогалактики, состоящие из тёмной материи и водородного газа. Водород затем падал к центру протогалактики, в то время как тёмная материя оставалась в виде внешней гало, окружающей её.
Астрономы выделяют два основных типа галактик: эллиптические и спиральные
Различия в форме, согласно одной из теорий, обусловлены формированием звёзд. Звёзды развиваются внутри протогалактики, когда облака газа смешиваются и сталкиваются. Если звёзды в протогалактике формируются одновременно, то зрелая галактика, фактически, сохраняет сферическую форму протогалактики и становится эллиптической галактикой.
Спиральные галактики возникают, когда звёзды внутри протогалактики появляются в разные интервалы времени. Газ между развивающимися звёздами продолжает коллапсировать, и результатирующие различия в гравитации манипулируют звёздами, пылью и газом протогалактики. Это движение заставляет всё образовывать вращающийся диск, а дополнительные различия в гравитации приводят к появлению спиральных рукавов.
Дополнительные изменения могут происходить, когда галактики приближаются друг к другу или сталкиваются. Астрономы считают, что слияние двух галактик всегда приводит к образованию эллиптической галактики. Таким образом, Млечный Путь, вероятно, никогда не сливался с другой галактикой, в то время как массивные эллиптические галактики, найденные в центрах скоплений галактик, скорее всего являются результатом нескольких космических столкновений.
