BALKSPIRAALSTELSEL: VORMING, EVOLUTIE, KENMERKEN - ARTE - 2025

Het balkspiraalstelsel is een groep astronomische objecten, gas, stof en donkere materie die in stand wordt gehouden door de zwaartekracht. Zijn vorm is spiraalvormig met een centrale balk van sterren die hem kruist, en waaruit de spiraalarmen ontstaan ​​die vanuit diametraal tegenoverliggende punten beginnen.

Hierin verschillen ze van reguliere spiraalstelsels, waarbij de armen vanuit verschillende punten rond de kern vertrekken. De spiraal vertoont ook een verschillende mate van ontwikkeling.

Figuur 1. - Het balkspiraalstelsel NGC 1300, 61 miljoen lichtjaar verwijderd, in het sterrenbeeld Eridano. Bron: NASA, ESA en The Hubble Heritage Team STScI / AURA)

Staven komen vrij vaak voor in spiraalstelsels. Geschat wordt dat tot 2/3 van de spiraalstelsels er een heeft. Sommige onregelmatige sterrenstelsels worden echter geblokkeerd, zoals de Grote Magelhaense Wolk, een naburig sterrenstelsel zonder spiraalarmen.

Vorming en evolutie

In de Hubble-reeks, een classificatiesysteem van sterrenstelsels voorgesteld door de astronoom Edwin Hubble (1889-1953) in 1936, krijgen elliptische sterrenstelsels de letter S voor spiraal in het Engels, de letter B voor balk en kleine letters voor specifieke kenmerken specificeren, zoals de opening van de spiraalarmen.

Op deze manier worden de belangrijkste subgroepen onderscheiden: de sterrenstelsels SBa, SBb en SBc. In de eerste zijn beide armen meer gesloten, in de SBc-groep is de kern klein met brede en goed gescheiden spiraalarmen, terwijl de SBb-subgroep tussenliggende kenmerken tussen de twee heeft.

Ons sterrenstelsel, de Melkweg, behoort tot de groep van spiraalvormige sterrenstelsels met balk, hoewel wordt aangenomen dat de balk nogal bescheiden is. Het is geclassificeerd als SBbc, een sterrenstelsel met tussenliggende kenmerken tussen SBb en SBc.

Algemene karakteristieken

Het lichtprofiel van spiraalstelsels is minder geconcentreerd dan dat van elliptische sterrenstelsels. Richting het centrum van het spiraalstelsel zijn de sterren roder en ouder, terwijl ze in de armen blauw en heet zijn, omdat er een hoge mate van stervorming is, erg heet aan het begin van hun leven. Spiraalvormige sterrenstelsels met balk worden gekenmerkt door:

Bulb : een zeer lichtgevende bolvormige component, omdat deze een groot aantal sterren bevat. Er is de galactische kern, waar het gebruikelijk is om een ​​zwart gat te vinden.

Schijf : het is de min of meer cirkelvormige structuur die het middenvlak van de melkweg vormt, rijk aan gas en interstellaire materie. Op de schijf vind je een gemengde populatie van sterren: nieuw en oud.

Bar : deze structuur kruist de schijf en fungeert volgens recentere theorieën als een soort kraamkamer voor sterren en laat gas uit de spiraalarmen passeren, waardoor de vorming van sterren wordt geactiveerd.

Er zijn intensiteitsniveaus in de balk om sterrenstelsels met een sterke balk of een zwakke balk te onderscheiden.

Spiraalarmen : overvloedig aan interstellair materiaal -gas en dicht stof-, dat nieuwe sterren doet ontstaan. Daarom zijn ze rijk aan hete, blauwe, jonge sterren, met een veel hogere vormingssnelheid.

Halo : het is de vage en diffuse structuur die de melkweg volledig omgeeft, en bestaat grotendeels uit zogenaamde donkere materie.

Figuur 2. Artistieke recreatie van de Melkweg, met de staaf en spiraalarmen. Bron: Wikimedia Commons. Afbeelding gemaakt door NASA.

Effecten van de balk op de eigenschappen van een melkwegstelsel

Aangenomen wordt dat de galactische balk belangrijke transportfuncties speelt, evenals in de algemene dynamiek van de melkweg. Door middel van numerieke simulaties is geverifieerd dat de staaf, zoals eerder gezegd, een weg is voor het gastransport van de externe zones naar het galactische centrum.

De gaswolken werken samen aan de randen van de staaf, verliezen impulsmoment en vergemakkelijken zo het creëren van een stroom materie. Computersimulaties tonen ook aan dat als de massa zich in voldoende mate in het midden ophoopt, de staaf wordt vernietigd.

Dit is de reden waarom wordt aangenomen dat veel reguliere sterrenstelsels in het verleden een balk hebben gehad. En ze zijn ook van mening dat de aanwezigheid van een balk herhaaldelijk kan zijn, onder bepaalde omstandigheden die de vorming ervan bevorderen.

Door de stroom van materie naar het binnenste van de melkweg te vergemakkelijken, beïnvloedt de balk de snelheid van stervorming en is hij bepalend voor de kleur en de chemische samenstelling. Als het om sterrenstelsels gaat, wordt de kleur bepaald door het overheersende type sterrenpopulatie.

Stellaire populaties worden ingedeeld in populatie I, jonge sterren waarin elementen zwaarder dan helium - hoge metalliciteit - overheersen, en populatie II, ouder en met lage metalliciteit. Sommige balkstelsels zijn meer roodachtig van kleur, dus de effecten van de balk op de kleur zijn nog niet duidelijk.

Een ander belangrijk punt is dat sommige onderzoekers suggereren dat de staaf in staat is om de galactische kern te activeren om intense emissies van energie te produceren bij hoge frequenties, en om de structuur te veranderen, waardoor de vorming van bollen en pseudobollen wordt bevorderd.

Voorbeelden

Spiraalstelsels met balk zijn de meest voorkomende van de spiraalvormige sterrenstelsels. Ze zijn over het algemeen groot stelsels, met een massa van 10 ⁹ -10 ¹² zonnemassa's en een diameter tussen 5-50 KPC -16.500 165.000 licht-jaar-, behalve Magellanic-type stelsels, zoals de Grote Magelhaanse Wolk. , een klein onregelmatig sterrenstelsel met een beginnende staaf en armen.

NGC 1672

Het spiraalstelsel NGC 1672 met een diameter van 75.000 lichtjaar heeft een bijzonder heldere en zeer actieve kern, met een staaf van 20 kpc - ongeveer 66.000 lichtjaar - en asymmetrische spiraalarmen. Het bevindt zich in het sterrenbeeld Dorado, ongeveer 60 miljoen lichtjaar verwijderd.

Het is zeer waarschijnlijk dat er een zwart gat is in het midden van zijn buitengewoon heldere en roodachtige kern. De spiraalarmen vertonen helderblauwe gebieden, rijk aan nieuw gevormde sterren.

Figuur 3. Het balkspiraalstelsel NGC 1672 in het zuidelijke sterrenbeeld Dorado. Bron: Wikimedia Commons. NASA, ESA en The Hubble Heritage Team (STScI / AURA) -ESA / Hubble-samenwerking

Magellan-spiraalstelsels

Ook geclassificeerd als een Irr I-type onregelmatig sterrenstelsel, is de Grote Magelhaense Wolk het prototype van de Im Magellan-spiraalstelsels, die een centrale balk hebben, maar nauwelijks gevormde spiraalarmen. Dit sterrenstelsel heeft een uitgestrekt gebied met grote stellaire activiteit.

Figuur 4. Grote Magelhaense Wolk, hoewel beschouwd als een onregelmatig sterrenstelsel, heeft een beginnende staaf en armen. Bron: Wikimedia Commons. Andrew Z. Colvin.

Referentie

1. Matías, S. 2016. Effect van staven op de eigenschappen van sterrenstelsels. Gepubliceerd in: Astronomy & Astrophysics.
2. Kip, A. Galaxy-eigenschappen. Hersteld van: pta.edu.pl.
3. Schneider, P. 2015. Extragalactische astronomie en kosmologie. Tweede druk. Springer Verlag. 54-67 en 116-126.
4. Wikipedia. Gestreepte spiraalvormig sterrenstelsel. Hersteld van: es.wikipedia.org
5. Wikipedia. Grote Magelhaense Wolk. Hersteld van: es.wikipedia.org.