Svar:
Jag antar du syftar på artiklarna om publicerade Gaia-data, se t.ex. länk 1.

Det är korrekt att det finns experimentellt stöd för att stjärnor bidats redan c:a 200 miljoner år efter Big Bang. Perioden mellan frikopplingen av kosmiska bakgrundsstrålningen och begynnande stjärnbildning brukar kallas Dark Ages, se Chronology_of_the_universeDark_Ages.

Det är data från mycket gamla stjärnor (Be-halt) och från klotformiga stjärnhopar (stjärnutvecklingsmodeller) som ger åldersbestämningar på upp till 13.6 miljarder år (jämfört med universums ålder 13.8 miljarder år). Det är alltså troligt att vintergatan är mycket gammal, men att den vid bildandet naturligtvis såg helt annorlunda ut.

Än så länge finns det lite ny fysik från data från Gaia (det är bara data från ett år av minst fem år), men det är ganska säkert att fortsatta observationer kommer att ge mycket ny kunskap om vintergatans struktur och utveckling.

Länk 2 och Galaxy_formation_and_evolution beskriver hur galaxer bildats och observationer som bestämmer åldern. Se även Milky_WayFormation.

För information om Gaia, se fråga [20027]. Bilden nedan (från http://sci.esa.int/gaia/) visar fördelningen av stjärnor sett från solsystemets position.

Jo, så länge det finns stoft/gas kvar bildas nya stjärnor och säkert galaxer, åtminstone dvärggalaxer.

/Peter E 2016-09-19

Svar:
Supermassiva svarta hål är förmodade svarta hål med massa motsvarande miljoner eller miljarder gånger solens massa. De flesta, kanske alla, galaxer tros ha ett supermassivt svart hål i sitt centrum. Det gäller även vår galax Vintergatan, där objektet Sagittarius A i centrum med största sannolikhet är ett supermassivt svart hål. (Supermassivt_svart_hål)

Det finns ännu ingen etablerad detaljerad teori för hur galaxer bildas. Det är klart att galaxer uppstår ur kollapsande gasmoln och att stjärnorna uppstår när molnet fragmenteras och fragmenten kollapsar. På något sätt hjälper nog den mörka materien till i processen.

Om alla galaxer (åtminstone stora galaxer) innehåller ett supermassivt svart hål, är det nog naturligt att anta att detta uppkommer som en del av galaxbildningen. Kan t.ex. centrum av en blivande galax tänkas nå tillräcklig densitet utan att fusionsprocesser startas? Fusionprocesserna värmer ju upp gasen och om massan är stor dominerar strålningstrycket över gravitationen och den nybildade stjärnan slits itu.
Men om massan är jättestor, eventuellt med hjälp av mörk materia (som inte fusionerar), kanske ett svart hål kan bildas.

I ett större antal aktiva galaxer och kvasarer (se fråga [13916]), visar sig det supermassiva hålet genom kärnans aktivitet, nämligen genom den enorma mängd strålning som kommer från centrum, vilken tros härstamma från gas som cirkulerar in i hålet. Man antar att de flesta ljusstarka galaxer har ett supermassivt svart hål, men att de flesta är i "inaktivt" läge där de inte drar till sig speciellt mycket materia.

Det uppskattas att supermassiva svarta hål skapas om tillräckligt många stjärnor befinner sig på ett tillräckligt litet område i rymden eller tillräckligt många sugs in i ett ursprungligt svart hål, alternativt om flera svarta hål slås samman. De nödvändiga förutsättningarna för detta tros finnas allmänt i centrum av större galaxer. Teoretiska studier av kollapser av tunga stjärnor visar att extremt tunga stjärnor (flera hundra solmassor) kan kollapsa i sin helhet till svarta hål, vilket kunnat vara frön till supermassiva svarta hål. Så extremt tunga stjärnor tros bara kunnat bildas i frånvaro av grundämnen tyngre än helium, något som bara gällde den första tiden efter Big Bang.

Det finns exempel på galaxer som har mer än ett supermassivt svart hål. Dessa har troligtvis uppkommit genom sammanslagning av två galaxer. Galaxer är relativt stora jämfört med avståndet mellan dem, så kollisioner är ganska vanliga.

Se även fråga [6228] och Supermassive_black_hole.
/Peter E 2016-09-20

Svar:
Vintergatan är en stavspiralgalax som har en diameter på cirka 100000 ljusår och är ungefär 12000 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 28000 ljusår från centrum. Det anses att det i Vintergatans centrum finns ett supermassivt svart hål kring vilket galaxen roterar. Ett galaktiskt år är cirka 226 miljoner år och är den tid det tar för solen att röra sig ett helt varv i sin bana runt Vintergatans centrum. (Vintergatan)

Eftersom man kan se Vintergatan med blotta ögat är Vintergatan känd sedan urminnes tider, det vill säga så länge det funnits människor på jorden. Man hade emellertid mycket fantasifulla föreställningar om vad Vintergatan var.

När man började använda teleskop (Galilei i början av 1600-talet, Galileo_GalileiMilky_Way_and_stars) såg man att Vintergatan var ett stjärnsystem av många stjärnor.

Man observerade även ett stort antal suddiga fläckar wilka senare visade sig vara stjärnsystem liknande Vintergatan. Denna hypotes bevisades på 1920-talet när man med större teleskop delvis kunde upplösa ljusfäckarna i stjärnor, och därmed bestämma avståndet, se Shapley-Curtisdebatten.

Se även Milky_WayAstronomical_history, fråga [17197] och [20332].

Nedanstående bild är en galax som antagligen är lik Vintergatan.

/Peter E 2017-05-05

Svar:
1 Ja, det är väl etablerat att spiralgalaxer roterar med armarna släpande. För att man skall kunna bestämma hur armarna roterar måste man med spektroskopi bestämma radialhastigheten (hastighet i synlinjen genom dopplerförskjutning) och, genom att studera absorption av stjärnljus, vilken sida av galaxen är närmast. Man måste även bestämma galaxens lutning mot synlinjem om man vill bestämma rotationshastigheten i absoluta tal.

Redan mycket tidiga studier (se Spiral_galaxyOrigin_of_the_spiral_structure) identifierade man problemet att rotationstiden hos stjärnor i de yttre delarna var mycket högre än hos stjärnor nära centrum. Detta innebär att spiralarmarna skulle mycket snabbt "snurra upp sig" så att spiralmönstret skulle försvinna.

Den moderna bilden av spiralarmar är att de utgörs av densitetsvågor (analoga med ljudvågor) som orsakar stjärnbildning. Det är de nybildade, ljusa och kortlivade strärnorna som tillsammans med moln av joniserat väte definierar spiralarmarna. Artikeln som refereras i länk 1 redivisar övertygande stöd för denna bild.

2 Vad gäller NGC 4622 (bilden nedan från NGC_4622), så är den nog undantaget som bekräftar regeln. Man ser två separata set av spiralarmar som roterar ått olika håll, vilket tyder på att vi har att göra med två spiralgalaxer som kolliderar.

Se fråga [15411] för disussion om rotationshastigheten hos galaxer.

Se även länk 2.

/Peter E 2018-02-14

Svar:
Om universum är oändligt (vilket det bör vara) är det tveksamt att tolka stora rödförskjutningar i termer av hastighet. Det är bättre att tolka den i termer av skalfaktorn R, som är ett mått på hur långt expansionen har kommit.

Rödförskjutningen z definieras som (se länk 1):

z = (l_observerad - l_emitterad)/l_emitterad =
l_observerad/l_emitterad - 1

dvs

z + 1 = l_observerad/l_emitterad = R_nu/R_då = 1/R

Man kan se det så att den kosmologiska rödförskjutningen "drar ut" rymden med fotonen så att den observerade fotonen har längre våglängd.

Det kan vara intressant i sammanhanget att titta på objekt med mycket stor rödförskjutning, vilka även bör vara de mest avlägsna.

List_of_the_most_distant_astronomical_objects listar ett antal objekt. Galaxen GN-z11 (bilden nedan) innehar rekordet med z=11.09. Detta motsvarar tiden 13.721-13.309 Gyr = 412 miljoner år efter big bang. (Time of Big Bang - Lookback Time = Cosmic Age). Det dröjer alltså inte länge innan stjärnor och galaxer skapas!

Med kalkylatorn i länk 1 kan man räkna ut att z=11.09 motsvarar en hastighet på 0.986c, alltså mycket nära ljushastigheten.

Konverteringen mellan rödförskjutning z och tid efter big bang är modellberoende och inte trivial. Man kan använda Ned Wrights kalkylator A Cosmology Calculator for the World Wide Web, se länk 2. Med standardvärden på parametrarna får man de ovan angivna värdena 13.721 Gyr för universums ålder och 13.309 Gyr för galaxens ålder.

Se även fråga [21109], [6721], Rödförskjutning och Redshift.

Jag vill gärna ta tillfället i akt att rekommendera Max Tegmarks bok Vårt matematiska universum. Den innehåller enkla och lite svårare förklaringar om kosmologi, författarens personliga upplevelser och, för mig, svårbegripliga parallella universum där det finns oändligt många kopior av mig (hemska tanke!).

/Peter E 2020-05-14