Spiraalvormige sterrenstelsels

Spiraalvormige sterrenstelsels behoren tot de mooiste en meest voorkomende soorten sterrenstelsels in de kosmos. Wanneer kunstenaars sterrenstelsels tekenen, zijn spiralen wat ze eerst visualiseren. Dit is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat de Melkweg een spiraal is; net als de aangrenzende Andromeda Galaxy. Hun vormen zijn het resultaat van lange galactische evolutie-activiteiten die astronomen nog steeds proberen te begrijpen.

Kenmerken van spiraalvormige sterrenstelsels

Spiraalvormige sterrenstelsels worden gekenmerkt door hun veegarmen die zich in een spiraalvormig patroon vanuit het centrale gebied uitstrekken. Ze zijn onderverdeeld in klassen op basis van hoe strak de armen zijn gewonden, met de strakste geclassificeerd als Sa en die met de meest losjes gewonden armen als Sd.

Sommige spiraalvormige sterrenstelsels hebben een "staaf" die door het midden loopt en waarvan de spiraalarmen zich uitstrekken. Deze zijn geclassificeerd als gestreepte spiralen en volgen hetzelfde subclassificatiemodel als "normale" spiraalstelsels, behalve met de aanduidingen SBa - SBd. Onze eigen Melkweg is een gestreepte spiraal, met een dikke "nok" van sterren en gas en stof die door de centrale kern gaan.

Sommige sterrenstelsels zijn geclassificeerd als S0. Dit zijn sterrenstelsels waarvan het onmogelijk is te zien of er een "balk" aanwezig is.

Veel spiraalvormige sterrenstelsels hebben een zogenaamde galactische uitstulping. Dit is een sferoïde boordevol veel sterren en bevat een superzwaar zwart gat dat de rest van de Melkweg samenbindt.

Van opzij lijken spiralen op platte schijven met centrale sferoïden. We zien veel sterren en wolken van gas en stof. Ze bevatten echter ook iets anders: enorme halo's van donkere materie. Dit mysterieuze 'spul' is onzichtbaar voor elk experiment dat ernaar heeft gestreefd het direct te observeren. Donkere materie speelt een rol in sterrenstelsels, die ook nog wordt bepaald. 

Stersoorten

De spiraalarmen van deze sterrenstelsels zijn gevuld met veel hete, jonge blauwe sterren en nog meer gas en stof (in massa). Onze Sun is eigenlijk een beetje vreemd, gezien het type bedrijf dat hij in deze regio heeft.

Binnen de centrale uitstulping van spiraalvormige sterrenstelsels met lossere spiraalarmen (Sc en Sd) lijkt de populatie sterren erg op die in de spiraalarmen, jonge hete blauwe sterren, maar in een veel grotere dichtheid.

In contracten hebben spiraalvormige sterrenstelsels met strakkere armen (Sa en Sb) meestal oude, koele, rode sterren die heel weinig metaal bevatten.

En terwijl de overgrote meerderheid van de sterren in deze sterrenstelsels zich binnen het vlak van de spiraalarmen of de bobbel bevinden, bestaat er een halo rond de melkweg. Hoewel dit gebied wordt gedomineerd door donkere materie, zijn er ook zeer oude sterren, meestal met een zeer lage metaalsoort, die in zeer elliptische banen door het vlak van de Melkweg cirkelen.

Vorming

De vorming van spiraalarmkenmerken in sterrenstelsels is meestal te wijten aan het zwaartekrachteffect van materiaal in de melkweg terwijl golven passeren. Dit stelt dat poelen met een grotere massadichtheid langzamer worden en "armen" vormen terwijl het sterrenstelsel roteert. Terwijl gas en stof door die armen passeren, wordt het samengeperst om nieuwe sterren te vormen en breiden de armen zich verder uit in massadichtheid, waardoor het effect wordt versterkt. Meer recente modellen hebben geprobeerd donkere materie, en andere eigenschappen van deze sterrenstelsels, op te nemen in een meer complexe formatietheorie.

Superzware zwarte gaten

Een ander bepalend kenmerk van spiraalvormige sterrenstelsels is de aanwezigheid van superzware zwarte gaten in hun kernen. Het is niet bekend of alle spiraalvormige sterrenstelsels een van deze kolossen bevatten, maar er is een berg indirect bewijs dat vrijwel alle dergelijke sterrenstelsels ze in de bobbel zullen bevatten.

Donkere materie

Het waren eigenlijk spiraalvormige sterrenstelsels die eerst de mogelijkheid van donkere materie suggereerden. Galactische rotatie wordt bepaald door de zwaartekrachtinteracties van de massa's die aanwezig zijn in de melkweg. Maar computersimulaties van spiraalstelsels lieten zien dat de rotatiesnelheden verschilden van de waargenomen snelheden.

Ofwel was ons begrip van algemene relativiteitstheorie onjuist, of was er een andere bron van massa aanwezig. Sinds relativiteitstheorie is getest en geverifieerd op vrijwel alle schalen, is er tot nu toe weerstand geweest om deze uit te dagen.