גלקסיה
פעולות נוספות
גָּלַקְסִיָּה (מיוונית: 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, צבירי-על שכנים מרכיבים נימה גלקטית, נימות גלקטיות שכנות מרכיבות קבוצות של נימות גלקטיות, אשר ביחד יוצרים את הרשת הקוסמית. מרבית הגלקסיות ניתנות לסיווג נוח לאוסף מוגבל של מבנים קלים לזיהוי. רוב הגלקסיות מוקפות בהילה של צבירים כדוריים.
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].
הקבוצה המקומית מורכבת משלוש גלקסיות גדולות ומספר גלקסיות ננסיות נלוות, אשר גם ללא טלסקופ ניתן לראות, ממקום חשוך מאוד, את שתי הגדולות מביניהן: גלקסיית אנדרומדה וגלקסיית המשולש (השלישית היא גלקסיית שביל החלב, הגלקסיה שלנו). שתיהן נראות ככתם חיוור מאוד שצורתו מוארכת קמעה.
היסטוריה עריכה
.jpg){kind=link}
מקור המילה "גלקסיה" במונח היווני העתיק "γαλαξίας κύκλος" ("גָּלַקְסִיָּאס קִיקְלוֹס"), שמשמעותו המילולית "מעגל חלבי" ושימש לתיאור חגורת האור הנראית לאורך כיפת השמיים בלילות חשוכים. המונח התגלגל ללטינית ומשם לשפות אירופאיות נוספות, ולבסוף השתרש בעברית בת זמננו כתרגום הישיר "שביל החלב". השימוש בגזרון היווני המקורי "גלקסיה" לתיאור צבירי כוכבים גדולים בכלל ולאו דווקא שביל החלב בפרט נהיה נפוץ רק בתחילת המאה ה-20 עם הוכחת קיומן של גלקסיות נוספות מחוץ לשלנו.
מלבד שביל החלב, מספר גלקסיות נוספות בקבוצה המקומית ניתנות לזיהוי בעין בלתי מזוינת, אלו הן גלקסיית אנדרומדה, גלקסיית המשולש וכן ענן מגלן הגדול וענן מגלן הקטן. הגלקסיות מוזכרות בכתביהם של מספר אסטרונומים מימי הביניים, לרבות ספר כוכבי השבת מאת האסטרונום הפרסי עבד אל-רחמן א-סופי (אנ'). בהיותן חיוורות ודומות בצורתן לערפיליות אחרות בשמי הלילה, אסטרונומים מהעת העתיקה ותקופת ימי הביניים נטו לא לייחס להן חשיבות יתרה. על כן, שביל החלב הייתה הגלקסיה היחידה שזכתה לסיקור נרחב בקרב מלומדים, אף שטיבעה נותר עלום ומושא להשערות רבות.
פריצה משמעותית בהבנת הגלקסיה הגיעה בסוף המאה ה-16 עם המצאת הטלסקופ. הטלסקופ איפשר לצופים דרכו להבחין לראשונה באינספור הכוכבים המרכיבים את שביל החלב. בשנת 1610, גַּלִילֵאוֹ גַּלִילֵיי פרסם תגלית זו יחד עם מספר תצפיות טלסקופיות אחרות (כגון גילוי ירחי צדק וקיומם של הרים על פני הירח) בספרו המפורסם השליח הכוכבי (אנ').
לאחר גלילאו, ובמיוחד לאחר פרסום תורת הכבידה של ניוטון, מספר אסטרונומים שיערו נכונה ששביל החלב הנראה בשמיים אינו אלא החלק הבהיר ביותר במבנה גדול יותר המכיל את מערכת השמש. זאת בניגוד לדעה רווחת אחרת מאותה תקופה ששביל החלב הוא מעין צביר כוכבים גדול במיוחד, מרוחק ונפרד משכונתה של השמש. בשנת 1755, הפילוסוף הגרמני עמנואל קַאנְט פרסם מאמר אנונימי בו הציג את משנתו הקוסמולוגית.[4] בין השאר קאנט תמך ברעיון שמערכת השמש ממוקמת בתוך שביל החלב, ואף הוסיף לכת ושיער שחלק מהערפליות הנראות בשמיים הן "שבילי חלב" בפני עצמן.
אישוש לטענה ששביל החלב מהווה מבנה רחב המכיל את מערכת השמש ויתר הכוכבים הגיע כ-30 שנה לאחר פרסום מאמרו של קאנט. בשנת 1785 האסטרונום הבריטי וִילְיָאם הֶרְשְׁל יזם סקר שמיים מקיף, אותו ביצע בטלסקופים שבנה במו ידיו. במסגרת הסקר בנה הרשל הערכה גסה להתפלגות הכוכבים במרחב סביב מערכת השמש. הוא הופתע לגלות שכוכבי השמיים אינם מפוזרים באופן אחיד, אלא ערוכים במעין דיסקה שמרכזה נפוח, ומישור הדיסקה הוא שביל החלב.
אחרי שהרשל פרסם את תוצאותיו נפתח פולמוס בקהילה האסטרונומית לגבי ייחודיתו של שביל החלב. כאמור, קאנט שיער שקיימות גלקסיות רבות, אך הרשל סבר 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.
באותה עת נחקרו באמצעות טלסקופ גם ערפליות שונות, לרבות עצמים שליָמִים יתגלו להיות גלקסיות. ייתכן שהמפורסם בחוקרים שעסקו בזאת היה האסטרונום הצרפתי שַׁארְל מֶסְיֶה, אשר קיטלג 110 ערפליות, צבירי כוכבים וגלקסיות לתוך קובץ הקרוי כיום על שמו. 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 היווצרותן.
עיקר ההתנגדות לקיומן של גלקסיות מחוץ לשביל החלב הגיע מסלידה טבעית מגודל היקום שנובע מקבלת רעיון זה. עם השתכללות אמצעי התצפית והטלסקופים, כמות הכוכבים שאסטרונומים מצאו תפחה לממדים אדירים שלא ניתן היה אפילו למנות ללא האמצעים האלקטרונים העומדים לרשותנו היום. בעיני רבים מהמתנגדים לרעיון, אם כמות ענקית זו משתכפלת במספר לא ידוע של גלקסיות נוספות אז היקום נהיה בלתי-נתפש בגודלו בצורה שלא מתקבלת על הדעת.
ב-1920 נערך ויכוח פומבי המכונה הוויכוח הגדול בין האסטרונומים הַרְלוֹ שֶׁפְּלִי והֶבֶּר קוּרְטִיס (אנ') לגבי מבנה היקום. שפלי טען כי היקום אינו גדול בהרבה משביל החלב ואילו קורטיס צידד בקאנט וממשיכי דרכו והתעקש להוכיח ששביל החלב הוא רק גלקסיה אחת מני רבות.
הוויכוח הוכרע רק לאחר מספר שנים כאשר אֶדְווין הָאֵבֶל מדד את המרחק לגלקסיית אנדרומדה ומצא שהיא בוודאות מחוץ לשביל החלב. במהלך המאה ה-19 הצליחו אסטרונומים למדוד מרחקים לכוכבים קרובים בשיטת ההיסט, ובשנת 1908 התגלה קשר ישיר בין זמן מחזור הבהירות של כוכבים מיוחדים בשם משתני קפאידי לבין בהירותם המוחלטת. בשנת 1924 הָאֵבֶל היה הראשון לזהות כוכב קפאיד כזה באחת הערפיליות, והסתייע בתוצאות מחקריה של הנרייטה ליוויט לחישוב המרחק מהכוכב (ומכאן מהערפלית) לכדור-הארץ. החשבון הניב תוצאה של מאות אלפי שנות אור – שני סדרי גודל מעל כל מרחק אסטרונומי שחוּשב עד כה.
תוצאה חד-משמעית זו הובילה לביסוס מודל היקום שהוצג לראשונה על ידי קאנט וקודמיו, ומהווה את הבסיס לחקר המודרני בתחומי האסטרונומיה והקוסמולוגיה.
בשנת 2023 נחשפה בעזרת טלסקופ החלל ג'יימס 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[5].
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
- קובץ:Postscript-viewer-blue.svg ערך מורחב – גלקסיה ספירלית
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
- קובץ:Postscript-viewer-blue.svg 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.
גלקסיות לא-סדורות עריכה
- קובץ:Postscript-viewer-blue.svg 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.
גלקסיית עדשה עריכה
- קובץ:Postscript-viewer-blue.svg 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.
גלקסיות טבעת עריכה
- קובץ:Postscript-viewer-blue.svg 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.
גלקסיות ננסיות עריכה
- קובץ:Postscript-viewer-blue.svg 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.
גלקסיות אפלות עריכה
- קובץ:Postscript-viewer-blue.svg 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
ראו גם עריכה
לקריאה נוספת עריכה
| קובץ:Office-book.svg | 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
| עיינו גם בפורטל: | |||
|---|---|---|---|
| קובץ:Q space.svg | פורטל מדעי החלל | ||
- קובץ:National Library IL logo.svg גלקסיות, דף שער בספרייה הלאומית
- גלקסיה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
- אשכול גלקסיות, באתר "הידען"
- גלקסיה, באתר סוכנות החלל הישראלית
- אבני דרך, עשר התגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה, באתר ifeel
- הרצאות וידאו על גלקסיות
- יוניברס טודיי, מדענים צפו בגלקסיות מתנגשות בעת שהיקום היה במחצית מגילו הנוכחי, באתר "הידען", 31 באוגוסט 2014
- קטע קול פרק בפודקאסט ״מינהר הזמן״ בנושא ״האיש שגילה את היקום״ באתר ״כאן״
- עודד כרמלי, מחקר: כל הגלקסיות ביקום משלימות סיבוב מדי מיליארד שנה, באתר סוכנות החלל הישראלית, 18 במרץ 2018
- אתר למנויים בלבד רויטרס, הגלקסיה הרחוקה ביותר שהתגלתה מספקת רמזים לתחילת היקום, באתר הארץ, 12 באפריל 2022
הערות שוליים עריכה
- ^ ישנן הערכות שמדובר במאות מיליארדים של כוכבים, ראו כאן למשל אבי בליזובסקי, כמה גלקסיות יש ביקום?, באתר הידען, 2009-08-03
- ^ THE EVOLUTION OF GALAXY NUMBER DENSITY AT z < 8 AND ITS IMPLICATIONS
- ^ Two Trillion Galaxies, at the Very Least
- ^ Kant: Universal Natural History and Theory of the Heavens, web.viu.ca
- ^ רשמית: הגוש האדום הזה הוא הגלקסיה הרחוקה והעתיקה ביקום (בינתיים), באתר סוכנות החלל הישראלית, 17 באוגוסט 2023