Svar:
Ja, det är så att dessa båda galaxer just nu närmar
sig varandra. De går runt i banor kring sin gemensamma tyngdpunkt
i den galaxhop vi tillhör som kallas den lokala gruppen. De kommer
inte att kollidera med varandra.

Detta är inte ett tecken på vare sig den ena eller andra
teorin eftersom det är en lokal företeelse som inte har något
samband med universums storskaliga utveckling.

Observation: Andromedagalaxen som är en av våra närmsta galaxer ligger på ett avstånd av drygt 2 miljoner ljusår. Det är det mest avlägsna objekt som kan ses utan kikare. Ta med Dig en kikare och en stjärnkarta och leta reda på denna galax! Andromeda syns bra på vinterkvällar, men det måste vara riktigt mörkt, klart och månfritt om du skall kunna se galaxen. I nedanstående karta från Wikimedia Commons (Andromeda_(stjärnbild)) är Andromedagalaxen markerad med Messiers beteckning M31.

/Gunnar O/lpe 1997-03-20

Svar:
Det finns massor av galaxer, en vanlig uppskattning är lika många som det finns stjärnor i vintergatan, dvs 100 miljarder stycken. Med rymdteleskopet Hubble skulle mankunna fotografera kanske 10000 miljoner galaxer. Bara en mycket liten bråkdel av dessa kan sägas ha namn. Den mest välbekanta är
Andromeda-galaxen,som fått sitt namn efter stjärnbilden. Det är vår närmsta storagranne, ja den är större än vintergatan. Den är faktiskt synlig förblotta ögat, om det är mörkt.

Hubbleteleskopet (HST) har tagit en bild av mycket avlägsna galaxer på ett område, som är ungefär en hundradel av månens yta, se bilden från HST. Där syns kanske 1000 galaxer, men bara en stjärna. Var är stjärnan?

/KS/lpe 1999-10-11

Svar:
Rörelsemängdsmomentets bevarande spelar stor roll vid galaxbildning, se Galaxy_formation_and_evolution.
Tänk dig en sfärisk roterande gasmassa, som krymper under inverkan
av gravitationen. Den kan fritt krympa paralellt med rotationsaxeln,
men vinkelrät mot axeln hindrar rörelsemängdsmomentets bevarade gasen
att röra sig inåt. Resultatet blev en roterande skiva.
Ur gasen bildades sedan stjärnor genom likartade processer.
Också vårt solsystem är ju tillplattat.

På senare år har man kommit underfund med att ungefär 85% av galaxens
massa inte består av vanlig materia. Vi vet faktiskt inte vad det är,
den kallas mörk materia. Dessa partiklar verkar bilda ett sfäriskt
moln, många gånger större än galaxen. Av allt att döma har dessa
partiklar mycket liten kontakt med vanlig materia eller med varandra.
Därför blev inte detta mystiska moln utplattat. Det enda sätt
(hittills) det kunnat påvisas är genom gravitationen.

Här är en simulering av Big Bang och galaxbildning, se länk 1 och 2:

/KS/lpe 2000-11-02

Svar:
Hej Ugglum! Ni har helt rätt i er invändning!

En kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. Den överglänser sin värdgalax så mycket, att denna inte tidigare har kunnat observeras. Först med hjälp av CCD-teknik och senare adaptiv optik har många värdgalaxer kunnat påvisas.

Den relativt accepterade teorin är att kvasarer drivs av ett svart hål. De flesta galaxer tycks ha ett svart hål i centrum (se fråga [6228]). Normalt märks det knappast om rymden omkring hålet är tom.

Om det däremot finns en massa gas och stjärnor, så kommer materialet att dras ner i det svarta hålet. Medan materien accelererar ner i hålet kommer den att kollidera och förvandla rörelseenergi till värme och därmed strålning.

Teoretiskt kan maximalt 50% av totala viloenergin mc² förvandlas till energi pÃ¥ detta sättet. I fusion av väte till helium förvandlas mindre än 1% av vilomassan till energi. Det är därför svarta hÃ¥l är en sÃ¥ bra förklaring till de enorma energimängder som strÃ¥las ut frÃ¥n kvasarer.

Nedanstående bild från länk 1 visar en kvasar och dess tillhörande galax:

"This image shows quasar PG 0052+251, which is 1.4 thousand million light-years from Earth, at the core of a normal spiral galaxy. Astronomers are surprised to find host galaxies, such as this one, that appear undisturbed by the strong quasar radiation. Quasars reside in a variety of galaxies, from normal to highly disturbed. When seen through ground-based telescopes, these compact, enigmatic light sources resemble stars, yet they are thousand of millions of light-years away and several hundred thousand million times brighter than normal stars. Astronomers believe that a quasar turns on when a massive black hole at the nucleus of a galaxy feeds on gas and stars. As the matter falls into the black hole, intense radiation is emitted. Eventually, the black hole will stop emitting radiation once it consumes all nearby matter. Then it needs debris from a collision of galaxies or another process to provide more fuel.

Credit: John Bahcall (Institute for Advanced Study, Princeton) Mike Disney (University of Wales) and NASA/ESA"

/Peter E 2005-03-30

Svar:
Vintergatan är en stavspiralgalax som har en diameter på cirka 100 000 ljusår och är ungefär 12 000 ljusår tjock. Man räknar med att det finns 200-400 miljarder stjärnor i Vintergatan. En av stjärnorna är solen, som befinner sig närmare periferin, ungefär 28 000 ljusår från centrum. (Vintergatan)

Ja, vintergatan och andra galaxer har halos. Dessa består delvis av gamla stjärnor och delvis av gas/stoft. Ganska säkert finns där också s.k. mörk materia, vilket är materia som ger sig tillkänna med gravitationskraften men inte syns, se fråga 15411. Man vet inte vad mörk materia består av. Astronomy notes, Observationell Astrofysik, The Electronic Sky och The Remote Sensing Tutorial är bra föreläsningar/resurser. Spitzer Space Telescope har många fina bilder av galaxer och nebulosor, se t.ex. den fantastiska bilden på Orion-nebulosan under länk 1. Hubble Space Telescope, bilder är också en guldgruva.

Eftersom vi befinner oss inne i vintergatan (visserligen i utkanten, men ändå) kan vi inte fotografera den utifrån. Bilden nedan (från länk 2) är tagen med satelliten COBE i infrarött ljus och är nog det närmaste man kan komma. Ungefär så ser nog vintergatan ut sett från en avlägsen galax.

/Peter E 2006-11-27

Svar:
Mja, de roterar inte med konstant vinkelhastighet utan med i stort sett konstant hastighet, se nedanstående figur. Figuren visar Vintergatans rotation, men andra spiralgalaxer uppvisar liknande rotation.

Rotationshastigheten beror på fördelningen av massa i galaxen. Om densiteten är konstant i hela galaxen ut till en radie R kan man visa att rotationshastigheten på avståndet r ges av

v = sqrt(GM/R³)r      (1)

vilket innebär att vinkelhastigheten v/r är konstant. G är gravitationskonstanten och M är galaxens totala massa.

Om däremot den mesta massan är samlad i galaxens centrum (i vad som på engelska heter 'central bulge' eller i ett svart hål i centrum), så skulle hastigheten variera som

v = sqrt(GM/r)      (2)

(BÃ¥da ovanstÃ¥ende uttryck kan härledas genom att sätta gravitationskraften i Newtons gravitationslag GMm/r² lika med centripetalkraften mv²/r.)

Det observerade beroendet är alltså varken (1) (v ökar proportionellt med r) eller (2) (v minskar som 1/sqrt(r)) utan något mellanting där v är nästan konstant. Om massfördelningen vore densamma som fördelningen av ljusstyrkan så skulle fördelningen fortfarande mest likna (2). Detta betyder att det finns någon massa som inte sänder ut ljus. Detta är vad som kallas "mörk materia" och är det de flesta astronomer ser som den mest sannolika förklaringen, speciellt som det även finns andra indikationer på mörk materia.

Se fråga [20776] för rotationsriktning och varför spiralerna inte försvinner pga differentiell rotation.

Se vidare mörk materia, Galaxy_rotation_curve, Dark_matter och nedanstående länk.

/Peter E 2007-10-02

Svar:
Hej Fanny! Vi svarar på alla bra frågor! Och detta är en mycket bra fråga!

För att vi skall ha ett solsystem så behöver vi en sol, dvs en stjärna. Planetsystem bildas samtidigt som stjärnor bildas, så man tror inte att planeter bildas utan en stjärna. Frågan kan då formuleras som: varför samlas stjärnor i galaxer?

Detta är en svår men mycket grundläggande fråga som man ännu inte har något fullständigt svar på. Efter universums skapelse (big bang) bestod universum av gas (väte och helium) och strålning. Av skäl som är ganska svårt att förstå var fördelningen av gas inte helt jämn - det fanns liksom klumpar av lite mer gas på vissa ställen. Dessa klumpar drog sig samman på grund av tyngdkraften och bildade galaxer. I galaxerna drog sig mindre gasklumpar samman och bildade stjärnor och planetsystem.

Hur galaxer skapas och utvecklas är mycket mindre känt än hur individuella stjärnor utvecklas. Lite kan man dock säga:

Galaxer förekommer mest i hopar som bildar trådformiga strukturer på mycket stor skala, se fråga [13703].

Galaxer innehåller ofta både gamla och unga stjärnor. Gamla typiskt i centrum och i klotformiga stjärnhopar. Unga stjärnor typiskt i spiralarmarna (i områden där det finns gas).

Galaxer ligger tätt ihop jämfört med deras storlek, så utvecklingen påverkas av frekventa kollisioner och sammanslagningar (mergers).

Det finns antagligen en massa små galaxer som hela tiden faller in i större och påverkar deras utseende.

Det är ganska klart att sluttillståndet är jättestora elliptiska galaxer utan gas och stoft.

Se Galaxy_evolution för mer om galaxutveckling.

Ungefär 9 miljarder år efter big bang bildas en liten oanseelig stjärna och ett planetsystem i utkanten av en galax vi kallar Vintergatan - solen och jorden har bildats.

Bilden nedan (från Wikimedia Commons) visar olika typer av galaxer. Det är antagligen så att galaxer börjar sitt liv som spiralgalaxer (till höger) som med tiden och efter kollisioner blir elliptiska galaxer (till vänster).

Se fråga [13703] för frågan om planetsystem utanför galaxen.

För lite mer avancerat i ämnet se galax, stjärnors utveckling, big bang, exoplaneter och Galaxy_formation_and_evolution.

/Peter E 2009-03-23

Svar:
En galax är en stor samling av materia i universum, i form av stjärnor, gas, rymdstoft och förmodad mörk materia sammanhÃ¥llen genom gravitation. De större galaxerna har cirka 10¹¹ solmassor stjärnor, mellan en och tio miljarder solmassor interstellär gas och 10¹² solmassor mörk materia. MÃ¥nga galaxer, kanske de flesta, inkluderar även supermassiva kompakta objekt, sannolikt svarta hÃ¥l, i centrum. (Galax)

De många olika formerna hos galaxer är säkert till en stor del fråga om utveckling, men man har ännu ingen accepterad modell. Att elliptiska galaxer är gamla är emellertid ganska klart, liksom att kollisioner mellan galaxer är en viktig process. Antalet stjärnor i en galax varierar mycket, men det är typiskt 100-400 miljarder.

Vintergatan är en ganska typisk s.k. stavspiralgalax, se nedanstående bild av en liknande (NGC1300).

Se fråga [16026] för beskrivning av vad man vet om galaxers bildande och utveckling. Fråga [6434] innehåller en simulering av galaxbildning.

Förhoppningsvis kommer man att lära sig mer om Vintergatans struktur och utveckling genom rymdsonden Gaia, se länk 1.

Nej, det är inte realistiskt att färdas till andra galaxer. Det skulle ta miljontals år även om man kunde färdas med ljushastigheten, och det kan man inte.

Mer om galaxer: galax och galaxy

/Peter E 2015-01-22

Svar:
De flesta galaxer har spiralstruktur. Exakt hur spiralstrukturen uppkommer vet man inte. Man har emellertid gjort stora numeriska simuleringar med kraftfulla datorer, se länk 1, och fått fram spiralstruktur med helt rimliga antaganden. Bilden nedan är från länk 1. Såvitt jag kan se har man inte tagit hänsyn till mörk materia. Detta måste ses som en svaghet eftersom den mörka materian är helt dominerande i galaxer. Se fråga [12396].

Spiralarmarna är som tryckvågor, de uppstår genom att tätheten av stjärnor och gas är högre än i omgivande områden. Med högre gastryck ökar sannolikheten för att nya stjärnor skall bildas. Spiralarmarna rör sig alltså oberoende av stjärnornas rotation kring galaxcentrum. Det är som ett hinder på motorvägen: tätheten av bilar ökar nära hindret.

Se även Spiral_galaxyOrigin_of_the_spiral_structure och simuleringen av kolliderande galaxer i länk 2.

/Peter E 2015-01-29

Svar:
Ja, galaxen (egentligen dess stjärnor och gas) måste rotera annars kollapsar den. Det är ytterst osannolikt att infallande gas rör sig exakt mot galaxens centrum. Varje avvikelse från centralriktningen ger en förstärkt rotationsrörelse kring masscentrum och rörelsemängdsmomentet måste bevaras (se fråga [12527]). Mer infallande gas eller kollisioner med andra galaxer (som är vanliga) kan förändra rotationen.

Teorin hur galaxer bildas och utvecklats är fortfarande ganska rudimentär, se Galaxy_formation_and_evolution och länk 1.

Nedanstående bild från Hubble Ultra Deep Field (se nedan) ger emellertid en ledtråd. Bilden visar en del av en mycket lång exponering med hubbleteleskopet. De galaxer som syns är mycket avlägsna, och eftersom universum har en ändlig ålder är galaxerna som vi ser dem unga och nybildade. Lägg märke till att nästan alla galaxer är oregelbundna (irregular), medan den annars vanligaste galaxtypen är spiralgalaxer. I länk 1 görs följande tolkning av bilden:

Galaxies with spiral arms like the Milky Way did not appear until about 10 billion years ago. We think that galaxies apparently formed from the bottom up; that is, more than 10 billion years ago, small, irregularly shaped sub-galaxies appear to have collided and merged, leading to the formation of the large spiral and barred spiral galaxies that we see today. Although the Milky Way continues to form new stars today, the star formation rates in these subgalaxies were much higher. Observations suggest that the peak of star formation occurred about 8 billion years ago.

Man tror alltså att det tar mycket lång tid för spiralgalaxer att bildas genom succesiv infångning av små galaxer och gas.

För mer om galaxutveckling se fråga [16026]. I fråga [19628] diskuteras hur armarna i spiralgalaxer uppstår.

________________________________________________________________

Hubble Ultra Deep Field är ett projekt där man med hjälp av långa exponerimgar och rymdteleskopet Hubble lyckats ta bilder på galaxer från den så kallade mörka tidsåldern. Denna tidsålder inträffade för cirka 13 miljarder år sedan, mellan 400 och 800 miljoner år efter Big Bang. Detta var den djupaste bilden av universum som någonsin tagits av människan i det synliga ljusspektrat.

Bilden togs i en del av himlen där det inte är sÃ¥ tätt med stjärnor. Detta val gjordes för att man skulle kunna se de mest avlägsna och ljussvaga stjärnorna, utan att störas av ljus frÃ¥n de mer närliggande. Exponeringstiderna var miljoner sekunder lÃ¥nga och avslöjade detaljer som kan ge insikt i vilka typer av objekt som var de första att lysa upp det tidiga universum. Bilden innehÃ¥ller nära 10 000 galaxer i omrÃ¥det kring stjärnbilden Ugnen. Det avbildade fältet omfattar 200 bÃ¥gsekunder per sida med en total yta pÃ¥ 11 (bÃ¥gminuter)². (Hubble_Ultra_Deep_Field)

Länk 2 ger en zoombar version av bilden.

/Peter E 2015-02-01