Galaksit jaetaan ulkonäkönsä perusteella Hubblen luokkiin.
Tähdet
Esitelmöitsijä aloitti kertomalla tähdistä. Tähtien massat vaihtelevat välillä 0,08-100 auringon massaa. Pintalämpötilat ovat välillä 2500-70000 astetta. Tähtien syntyprosessin ajallinen kesto riippuu voimakkaasti tähden massasta.
Galaksit
Seuraavaksi esitelmöitsijä kertoi galakseista. Galaksit muodostavat saariuniversumeita maailmankaikkeudessa. Ne koostuvat tähdistä, tähtienvälisestä aineesta ja pimeästä aineesta. Pimeän aineen koostumuksesta ei ole mitään tietoa, vain sen gravitaatiovaikutus tiedetään. Galaksien massat vaihtelevat 10 miljoonasta 10 biljoonaan auringon massaan. Niiden säteet ovat välillä 1500-100.000 valovuotta.
Galaksit jaetaan elliptisiin ja spiraaligalakseihin. Osa spiraaligalakseista on sauvaspiraaleita. Elliptisissä galakseissa ei ole juuri lainkaan tähtienvälistä ainetta. Spiraaligalakseissa on runsaasti tähtienvälistä ainetta.
Galaksit jaetaan ulkonäkönsä perusteella Hubblen
luokkiin.
Tutkimusmenetelmiä
Seuraavaksi esitelmöitsijä siirtyi käsittelemään galaksien tutkimusmenetelmiä. Galaksien valo on kaikkien tähtien yhteenlaskettua valoa. Vertailemalla galaksien spektrejä tähtien spektreihin saadaan selville, minkä tyyppisistä tähdistä suurin osa valosta tulee. Tietyt spekriviivat, esim. vedyn alfaviiva, toimivat hyvinä tähtien synnyn ilmaisimina.
Nuoret tähdet säteilevät hyvin voimakkaasti ultraviolettialueella. Tämä lyhytaaltoinen säteily imeytyy usein tähtienväliseen pölyyn. Tämä pöly taas säteilee saamansa energian lämpötilaansa vastaavalla pitkäaaltoisella aallonpituudella kaukoinfrapuna-alueella.
Tähtien synty galaksien levyssä
Seuraavaksi esitelmässä siirryttiin käsittelemään tähtien syntyä spiraaligalaksien levymäisessä osassa. Spiraaligalakseissa huomattavin osa tähtien synnystä tapahtuu galaksin levyssä. Vaihtelut eri galaksien välillä ovat kuitenkin hyvin suuria, myös saman tyyppisissä galakseissa. Suuressa spiraaligalaksissa tähtien syntyä tapahtuu noin 20 auringon massan verran vuodessa, Linnunradassa noin yhden auringon massan verran vuodessa ja linssimäisissä galakseissa ehkä vain yksi tähden synty sadassa vuodessa.
Tähtien syntynopeus on verrannollinen galaksin tähtienvälisen kaasun määrään. Tähdet valmistavat elämänsä aikana uusia alkuaineita ja niitä palautuu takaisin tähtienväliseen avaruuteen. Tähtien muodostus galaksien levyssä pystyy muuttamaan noin 5 prosenttia tähtienvälisestä aineesta tähdiksi 100 miljoonassa vuodessa.
Galaksien spiraalihaarat keskittävät tähtien synnyn tietyille pienille alueille, mutta eivät juuri nosta galaksien tähtien kokonaissyntynopeutta.
Tähtien synty galaksien ytimessä
Huomattavalla osalla spiraaligalakseja on kirkas ydinosa. Yleensä ytimen ominaisuudet eivät ole yhteydessä galaksin levymäiseen osaan. Useimmissa galaksien ytimissä tähtien syntynopeus on vain 0,1 auringon massaa vuodessa, mutta aktiivisimmissa galakseissa se voi kohota yli sadan.
Galaksien ydinalueille voi keskittyä hyvin suuria määriä kaasua hyvin pienille alueille. Tämä voi johtaa massiivisten infrapunakirkkaiden galaksien syntyyn, joissa tähtien syntynopeus on yhdestä tuhanteen tähteen vuodessa. Näissä galakseissa syntyy tähtiä niin tehokkaasti, että noin 30 prosenttia kaikesta kaasusta muuttuu tähdiksi 100 miljoonassa vuodessa.
Ydinalueita tutkiessa pitää myös huomioida mahdollisen aktiivisen ytimen aiheuttama säteilyteho. Ytimessä saattaa olla massiivinen musta aukko, joka tuottaa energiaa "syömällä" tähtiä ja kaasua.
Galaksien vuorovaikutukset
Galaksien väliset vuorovaikutukset voivat vaikuttaa hyvin voimakkaasti tähtien syntynopeuteen. Spiraaligalakseissa vuorovaikutukset voivat vuorovesivoimien johdosta nostaa tähtien syntynopeutta jopa satakertaiseksi, yleensä kuitenkin kaksin-kolminkertaiseksi. Vuorovesivoimien vaikutus on erityisen voimakas galaksin ydinalueilla.
Spiraaligalaksin levyssä tähtien synty on pääosin tasaista. Tämä riippuu melko paljon galaksin tyypistä.
Spiraaligalaksin ytimessä tähtien synty voi olla räjähdysmäisen voimakasta. Ytimen tähtien synty on erillään levyssä tapahtuvasta tähtien synnystä.
Tähtien synnyn kehitys
Spiraaligalakseissa tähtien synty galaksin levyssä on jonkinverran laskenut ajan kuluessa. Tämä riippuu spiraaligalaksin tyypistä. Elliptisissä galakseissa ja linssimäisissä galakseissa nykyään ei juuri synny tähtiä.
Spiraaligalaksien ydinalueilla tähtien synnyn kehitys tapahtuu itsenäisesti ja yhteys galaksin levyyn on vähäinen. Tähtiä voi syntyä ydinalueilla paljon hyvin lyhyessä ajassa, jopa huomattava osa galaksin tähdistä voi syntyä galaksin ytimessä.
Tähtien synty varhaisessa maailmankaikkeudessa
Varhaisessa maailmankaikkeudessa tähtien synty oli hyvin rajua, koska kaasua oli runsaasti tarjolla. Lisäksi galaksien pienet etäisyydet aiheuttivat voimakkaita vuorovaikutuksia.
Ensimmäisen sukupolven tähdet räjähtivät nopeasti supernovina. Tällöin räjähdyspilvien shokkiaallot aiheuttivat uusien tähtien syntyä. Tätä voisi kutsua tähtien synnyn ketjureaktioksi.
Siten suurin osa tähdistä syntyi maailmankaikkeuden alkuaikoina. Varhaiset galaksit olivat epämääräisen muotoisia ja paksun pölyn peitossa.
Vuosimiljardien saatossa tähtien synty on jatkuvasti hidastunut kaasuvarojen vähetessä.
Seuraavana Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa dosentti Tapani Perko kertoo mustista aukoista. Esitelmä on Kirkkonummen keskustan yläasteen auditoriossa 27.2. klo 18.
Seppo Linnaluoto
Esitelmöitsijä fil. maist. Peter Johansson.
Tähtien syntyalue 8 miljoonan valovuoden päässä
olevassa galaksissa NGC 253,
joka on Kuvanveistäjän tähdistössä.