Galaksers bevægelser – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

27. august 2009

Galaksers bevægelser

Hej Spørg om Fysik
Jeg har siddet og surfet lidt rundt på internettet angående galakser, og flere steder står en galakse angivet som en stor samling af stjerner, der kredser om et midterpunkt, der enten beskrives som et sort hul, mørkt stof eller anden mørk energi? Er dette korrekt?

For hvis en galakse er en samling af stjerner, hvordan kan Jorden (og vores solsystems andre planeter) så være en del af Mælkevejen, da jorden jo er en planet?

Med venlig hilsen
M C

En galakse er en samling stjerner samt planeter, støv, atomer, mørkt stof mm. i området. Planeter, sten mm. følger blot med deres respektive stjerne. Desuden er der det endnu uforståede mørke stof, som er en betydelig del af massen.

I centrum af en galakse er der, så vidt man ved, et enormt sort hul (supermassivt sort hul) med en masse som tusindvis af stjerner. En galakse som mælkevejen er diskosformet, og har en diameter på omkring 1018 km (1 tal med 18 nuller efter). Den er omkring 1016 km tryk dvs. tykkelsen er omkring 1 % af diameteren.

Solen ligger langt ude i kanten af galaksen. Jorden følger med solen og ligger set med kosmiske afstande meget tæt på den (set fra galaksens centrum er jorden i en afstand fra solen svarende til størrelsen af et punktum set på 3400 m afstand, jordens baneradius er 149,6*106 km, altså helt forsvindende lille). Jordens masse er også helt forsvindende i forhold til solens, ca. 3 milliontedele af solen, den eneste planet der har masse og størrelse af betydning er Jupiter som vejer ca. 1/1000 af solmassen).

I en galakse kan der være et varierende antal stjerner

I Mælkevejen, som er en spiralgalakse, er der omkring 2*1011 stjerner, men der er galakser, som er større (der er fra 107 til 1012 stjerner i kendte galakser) . Massen af galaksen er omkring 5,8*1011 gange solens masse (1,989*1030 kg).  Det er antageligt under 10 % af denne masse, som er det stof vi kender, sole og planeter, atomer mm. Ikke alle galakser er spiralgalakser, der er mange former lige fra meget uregelmæssige over stangformige til spiralerne.

De fleste galakser har et meget stort indhold af støv og sten i galakseplaner. Tætheden af stjerner tiltager normalt ind imod midten af skiven.

Billedet af de to galakser hvor støvet ses i galakseplanen er fra Upsala observatorium

Stjernerne bevæger sig i cirkelbaner om centrum, og følger for så vidt love, som ligner planeternes, men massen for planeterne som bestemmer banerne er solmassen, som ligger i midten. I galakser er det al masse, der er indenfor den pågældende stjerne. Også i galaksen kan være uregelmæssigheder i omløb, hvis stjerner kommer tæt på hinanden.

Det betyder, at stjernerne ikke bevæger sig som en fast skive i galaksen, men at deres fart er mindre og mindre des længere fra centrum de kommer, altså meget store omløbstider langt fra centrum, små nært ved. For solen gælder, at afstanden til centrum er ca. 3,09*1017 km, og den tid det tager solen at komme en gang rundt om centeret, er derfor To = 2*108 år, solen har i sin levetid (3*109 år) været 25 gange rundt om galaksecenteret.

Med de nyeste astronomiske instrumenter kan vi se mange galakser

De fjerneste galakser er omkring 13,2*109 lysår væk, det betyder at den næsten er lige så gammel som rummet altså skabt kort efter Big Bang, som var for ca. 13,73*109 år siden. (1 lysår er 9,5 1012 m, den strækning lys bevæger sig på et år).

Diameteren af det nuværende univers sættes til 8,8*1026 m.

Galakser er ikke jævnt fordelt i rummet men ligger i klumper, der er også ligesom en stor linjer eller en væg af galakser i universet. Der er i størrelsesorden 1011 galakser. Det vurderes, at der er 7*1022 stjerner af forskellige type og størrelse i det kendte rum. Ud over stjerner og planeter er der gasser i rummet, støv, sten mm. Den samlede masse af det mørke stof vurderes at være større end massen af stjernerne, planeter mm nok over 90% af massen.

Billedet ovenfor er af vor nærmeste nabogalakse, den lidt større Andromeda, som antages at ligne Mælkevejen.

Med venlig hilsen
Malte Olsen