Spirální galaxie je typ galaxie obsahující až několik set miliard hvězd , které berou na zploštělého tvaru disku , se středovým světelným sférické výdutě zvané žárovka . Spirální galaxie také obsahují různým způsobem významné množství plynu a prachu . Kolem disku je také méně husté a diskrétnější halo s hvězdami často seskupenými do kulových hvězdokup .
Disk obvykle obsahuje několik světelných ramen , kde jsou umístěny nejmladší a nejjasnější hvězdy. Tato ramena se obklopují kolem středu ve spirále a dávají galaxiím jejich jméno. Spirální galaxie jsou považovány za jedny z nejkrásnějších objektů na obloze a jsou často používány jako ilustrace v tisku a mainstreamových publikacích, mimo sféru astronomie. Galaxie M51 , známá také jako „galaxie Tourbillon“ nebo „galaxie loveckého psa“, je jedním z jejích nejtypičtějších představitelů.
Spirální galaxie patří do tří hlavních tříd galaxií, které vytvořil Edwin Hubble ve své knize Království mlhovin z roku 1936 . Jako takové patří do Hubbleovy sekvence .
Naše galaxie, Mléčná dráha , je spirální galaxie, ale má také centrální čáru objevenou v 90. letech, která z ní vlastně dělá spirální galaxii s příčkou , jejíž podrobná struktura dnes není s jistotou známa. Hui. Naše poloha na galaktickém disku zjevně ztěžuje pozorování této části Mléčné dráhy. Nejpřesvědčivějším důkazem této existence je studie hvězd galaktického středu prováděná pomocí Spitzerova kosmického dalekohledu .
Spirální galaxie jsou velmi dynamické entity: jsou zejména místem vzniku hvězd. Jejich disk obsahuje mnoho mladých hvězd, přičemž starší hvězdy místo toho zaujímají centrální výduť, zatímco difúzní halo je tvořeno staršími hvězdami. Hvězdy jsou tvořeny z koncentrací mezihvězdného média, které se vyskytují pouze na galaktickém disku. Jejich průměr je obvykle mezi 20 a 60 kilogramy parseků (tj. Mezi ~ 50 000 až ~ 200 000 al) a jejich hmotnost je mezi 10 10 a 10 11 slunečními hmotami .
Moderní dalekohledy odhalily, že mnoho spirálních galaxií hostí ve svých centrech supermasivní černé díry , jejichž hmotnosti mohou přesáhnout několik set milionů hmotností Slunce. Je známo, že spirální galaxie a eliptické galaxie obsahují tyto exotické objekty. Mnoho astronomů nyní věří, že všechny velké galaxie obsahují ve svém jádru supermasivní černou díru. Je známo, že naše galaxie hostí ve svém středu černou díru Sgr A * s hmotou několika milionů hmotností Slunce.
Spolu s nepravidelnými galaxiemi tvoří spirální galaxie 60% populace místního vesmíru . Vyskytují se hlavně v oblastech s nízkou hustotou a zřídka v centrech kup galaxií.
Galaxie jsou klasifikovány podle „diagramu vidlice výběru“, který se nazývá Hubbleova sekvence . Začátek vidlice klasifikuje eliptické galaxie podle stupnice od nejokrouhlejších s hodnocením E0 až po nejvíce zploštělé hodnocené E7. Na „větvích“ vidlice se objevují dva typy spirálních galaxií: „normální“ spirály s v podstatě pravidelnou žárovkou a „zamřížované“ spirály, jejichž jádro se víceméně táhne, střed hvězd přečnívající střed. Spirálové galaxie s příčkou tvoří přibližně 50% celkové populace spirálních galaxií.
Tvar spirální galaxie vzniká intuitivně z cvičení gravitačních sil (se známým tvarem víru kolem centrálního atraktoru). Nicméně, to zamřížovanými spirál již dlouho zaujala astronomy. Některé simulace na počítači naznačují, že tvar spirály s příčkou se objeví poměrně snadno při přechodu dvou galaxií (což způsobí poměrně málo kolizí, průměrná hustota galaxií je menší než hustota cigaretového kouře). Očekává se, že křížení tohoto typu mezi naší galaxií a galaxií v Andromedě proběhne za čtyři miliardy let, aniž bychom dnes věděli, zda bude mít výsledek stejného druhu.
Tyto dva typy spirálních galaxií jsou dále rozděleny podle výtečnosti jejich středového „vyboulení“, jasu jejich povrchu a těsnosti jejich spirálních ramen. Všechny tyto charakteristiky jsou propojeny, takže galaxie Sa má velkou centrální bouli, velký světelný povrch a paže zabalené v těsné spirále. Galaxie Sb vykazuje menší bouli, bledší disk a uvolněnější paže atd. U typů Sc a Sd. Zakázané galaxie jsou charakterizovány podle stejného schématu, respektive v SBa, SBb, SBc a SBd.
Mezi spirálními galaxiemi a eliptickými galaxiemi existuje ještě další třída galaxií S0 , morfologicky přechodného typu. Jeho spirální paže jsou zabalené tak pevně, že je nelze odlišit; Galaxie S0 mají disk rovnoměrné svítivosti. Rovněž jsou postiženy velmi velkou boulí.
Stejně jako hvězdy mohou být neodmyslitelně jasné nebo neodmyslitelně slabé, mohou spirální galaxie také vykazovat určitý rozsah jasu. Z tohoto důvodu Sidney van den Bergh představil další deskriptor pro spirální galaxie, tj. Třídu svítivosti galaxie.
V tomto systému je každé spirální galaxii přiřazena třída svítivosti od I pro nejjasnější po V pro nejslabší. Jelikož celková svítivost je zhruba celkovou hmotou viditelných hvězd, jsou spirální galaxie třídy svítivosti I také nejhmotnější a mají největší spirální ramena .
Třída svítivosti galaxií také dobře koreluje s pravidelností spirální struktury, nejjasnější galaxie, a tedy nejhmotnější, jsou nejvíce uspořádané. To se jednoduše vysvětluje vzorem vln hustoty formování spirálních ramen. Čím hmotnější bude galaxie, tím více plynových mraků se bude soustředit v oblastech s vysokou hustotou. Vzhledem k tomu, že je k dispozici více plynu, na místě se vytvoří další nové modré hvězdy , díky nimž bude spirála lépe definována.
Tato vlastnost je nyní aplikována i na nepravidelné galaxie, jak je patrné z databáze NASA / IPAC .