Galakser

Grundbeskrivelse

Galakser er gigantiske ansamlinger af stjerner, gas og såkaldt mørkt stof. Galakser er uhyre store – så store, at det tager lyset op mod hundred tusinde år at nå fra den ene til den anden ende af de største galakser.

Spiralgalaksen NGC4414 i stjernebilledet Coma Berenices  optaget med Hubble rumteleskopet i 1995. (Wendy Freedman, NASA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

På samme måde som f.eks. byer I Danmark er der mange små galakser (lige som der er mange små byer) og færre store galakser (lige som der er få storbyer i Danmark). Der menes at være ca. 100 milliarder galakser i den del af universet, vi kan se (dvs. den del af universet, vi har modtaget lys fra siden Big Bang). De mindste galakser indeholder nogle få millioner stjerner, mens de største galakser indeholder flere hundrede milliarder stjerner. Jorden befinder sig i en stor galakse, som vi kalder Mælkevejen, som menes at indeholde ca. 100 milliarder stjerner. Selv om det ser ud som om galakser er meget tætte, er galakser som Mælkevejen utroligt diffuse. Middeltætheden af stof i Mælkevejen er 1000 gange lavere end det bedste vakuum på Jorden.

Uddybende beskrivelse

Fordelingsfunktionen af rumtætheden af galakser som funktion af lysstyrke minder meget om fordelingsfunktionen for byer i Danmark: Det er en potensfunktion med potens omkring 1.5 med en eksponentiel afskæring i den klare ende af fordelingen. Vores egen galakse er en stor galakse i den klare ende af fordelingen med et anslået antal stjerner omkring 100 milliarder. De mindste langt mere almindelige såkaldte dværggalakser indeholde kun nogle få millioner stjerner. Udstrækningen af galakser varierer fra nogle hundrede lysår for de mindste til 100.000 lysår for store galakser som Mælkevejen. Galakser i det lokale univers findes i forskellige typer.

De største galakser fremstår enten som såkaldte spiralgalakser eller som såkaldte elliptiske galakser. Spiralgalakser er fladtrykte systemer, hvor stjerner og gas roterer omkring centeret. Tæthedsbølger bevirker, at de unge og mest lysstærke stjerner særligt findes i et spiralmønster (deraf navnet). Elliptiske galakser indeholder næsten ingen kold gas (som af det materiale, hvoraf nye stjerner dannes). Stjernerne i elliptiske galakser er typisk adskillige milliarder år gamle, mens der i spiralgalakser findes både gamle og unge stjerner. De fleste dværggalakser er mere irregulære i deres fremtoning på himlen.

Et udsnit af Virgo galaksehoben i stjernebilledet Jomfruen. På billedet ses de store elliptiske galakser M84 og M86 samt et antal mindre galakser, der minder om NGC 4414 på billedet ovenfor. De fire galakser i billedets højre side danner - med lidt god vilje - et ansigt eller en smiley med M84 og M86 som øjnenene, NGC 4388 nedest som munden og NGC 4387 i midten som næsen. Man kan skimte smiley'en i en tilstrækkelig stor stjernekikkert med et tilstrækkeligt stort synsfelt fra et tilstrækkeligt mørkt sted. De  fire galakser fylder lidt mindre end Månen på himlen. (Hyperion 130, Wikimedia Commons)

Det meste stof i galakser er ikke stjerner og gas, men såkaldt mørkt stof. Mørkt stof er stof, som vejer noget, men som ikke har nogen vekselvirkning med lys. Med andre ord kan mørkt stof hverken udsende eller absorbere lys. Et eksempel på mørkt stof er de såkaldte neutrinoer, men vi ved i dag, at de neutrinoer, vi kender (elektron-, muon- og tauneutrinoerne), er for lette til at udgøre alt det mørke stof. Det mørke stof må udgøres af en eller flere endnu uopdagede elementarpartikler. Vi kan se, at der må være mørkt stof ud fra den måde, stjernerne og gassen bevæger sig på.

I centeret af galakser findes der såkaldte supermassive sorte huller, der vejer fra ca. 1 million til mere end 1 milliard gange så meget som Solen. I de faser af de sorte hullers liv, hvor de vokser (dvs. opsluger materiale fra omgivelserne) kan de blive ekstremt lysstærke. Her taler man om aktive galaksekerner, der som undergrupper tæller de såkaldte kvasarer med lysstyrker som tusinder af galakser.

Oprindelsen af galakser er et dybt fascinerende emne. Man mener i dag, at de 'frø', hvoraf galakserne er fremvokset, er kvantefluktuationer, der i den såkaldte inflationsfase i det helt tidlige univers, måske 10^-40 sekunder efter Big Bang, blev blæst op fra en mikroskopisk skala til makroskopisk skala. Man studerer i dag i detalje strukturen af disse urfrø til galakser som temperaturfluktuationer i den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.

Johan Fynbo