กาแล็กซี่เป็นกลุ่มของวัตถุทางดาราศาสตร์ที่จับแรงโน้มถ่วง

ลองนึกถึงดาวเคราะห์และบริวารธรรมชาติของพวกมัน ดาวหางและดาวเคราะห์น้อย ดวงดาวและเศษดาวฤกษ์ (เช่น ดาวนิวตรอนหรือดาวแคระขาว) ก๊าซในอวกาศระหว่างพวกมัน ฝุ่นคอสมิก รังสีคอสมิก สสารมืด ฯลฯ สิ่งของเหล่านี้รวมกัน ด้วยแรงดึงดูดที่ดึงดูดเข้าหากันเพื่อสร้างระบบ ระบบนี้เรียกว่ากาแล็กซี่

จักรวาลเต็มไปด้วยกาแล็กซี นักวิทยาศาสตร์ได้ประมาณการจำนวนดาราจักรที่แตกต่างกัน ต้องขอบคุณข้อมูลที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์และยานสำรวจอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ เช่น กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลของนาซ่า และยานอวกาศนิวฮอริซอนของนาซ่า ในปี 2020 พวกเขาคำนวณว่ามีกาแล็กซีประมาณสองล้านล้านกาแล็กซี่ในเอกภพที่สังเกตได้

อย่างที่คุณจินตนาการได้ ไม่ใช่ว่าดาราจักรเหล่านี้ทั้งหมดมีลักษณะเหมือนกัน และไม่ได้มีลักษณะเหมือนกันอย่างแน่นอน นักดาราศาสตร์รู้จักดาราจักรหลายประเภทตามลักษณะที่ปรากฏ ระบบการจำแนกทางสัณฐานวิทยาของดาราจักรนี้ รู้จักกันในชื่อลำดับฮับเบิล หรือส้อมเสียงฮับเบิล ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เอ็ดวิน ฮับเบิล ในปี 1926 และ เป็นส่วนสำคัญของการศึกษาวิวัฒนาการของดาราจักร.

โครงการแบ่งกาแล็กซีออกเป็นหมวดหมู่ตามรูปร่าง ประมาณว่า แบ่งออกเป็นดาราจักรวงรีและดาราจักรก้นหอย ฮับเบิลให้ตัวเลขดาราจักรวงรีจากศูนย์ถึงเจ็ด โดยดาราจักร E0 มีรูปร่างเกือบกลม และ E7 ยืดออกมากและมีลักษณะเป็นวงรี

ดาราจักรชนิดก้นหอยได้รับตัวอักษรจาก “a” ถึง “c” โดยที่ดาราจักร “Sa” จะมีลักษณะเป็นกรีดแน่นกว่า และดาราจักร “Sc” จะพันแบบหลวมกว่า ดาราจักรชนิดก้นหอยยังถูกแบ่งย่อยออกเป็นก้นหอยปกติและก้นหอยแบบมีคาน (ซึ่งมีตัว B อยู่ในชื่อ) โดยมีก้นหอยก้นหอยที่มีแถบดาววิ่งผ่านส่วนที่นูนตรงกลาง

กาแล็กซี Lenticular ที่กำหนด S0 แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงระหว่างวงรีและก้นหอย

ฮับเบิลยังพบว่าดาราจักรบางแห่งไม่เข้ากับระบบการจำแนกประเภทนี้ พวกมันมีรูปร่างแปลก มีขนาดเล็กมากหรือใหญ่มาก ฯลฯ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าดาราจักรที่ไม่ปกติ

ระบบฮับเบิลขยายเวลาต่อมาโดย Gérard de Vaucouleurs ซึ่งโต้แย้งว่าวงแหวน และ เลนส์ ยังเป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญของดาราจักรชนิดก้นหอยอีกด้วย ระบบของ De Vaucouleurs ช่วยรักษาการแบ่งแยกดาราจักรพื้นฐานของฮับเบิลไว้ แต่แนะนำระบบการจำแนกประเภทที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับดาราจักรชนิดก้นหอยตามการมีอยู่และประเภทของแท่ง วงแหวน และแขนกังหัน

ดาราจักรวงรีมีมากที่สุด พวกมันมีรูปร่างเป็นทรงกลมหรือวงรี พวกมันไม่ได้เคลื่อนไหวมากนักเนื่องจากไม่มีก๊าซและฝุ่นจักรวาลที่จะสร้างดาวดวงใหม่ ดังนั้น ดาราจักรวงรีส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวฤกษ์เก่าที่มีมวลต่ำ และไม่สว่างเท่าดาราจักรประเภทอื่น พวกมันมักจะมีก๊าซและฝุ่นน้อยกว่าดาราจักรชนิดก้นหอย ซึ่งหมายความว่ามีดาวเกิดน้อยลง และดาวฤกษ์ที่มีอยู่มีแนวโน้มที่จะมีอายุมากขึ้น ทำให้เกิดแสงสีแดงมากขึ้น แต่จุดศูนย์กลางนั้นสว่างกว่า — ที่ซึ่งดาวมีความหนาแน่นมากกว่าและที่ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะมีหลุมดำมวลมหาศาล สันนิษฐานได้ว่าหลุมดำนี้ผลิตกาแลคซีวงรีด้วยแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นในการรักษาระบบไว้ด้วยกัน

ดาราจักรวงรีมีสัดส่วนประมาณหนึ่งในสามของดาราจักรทั้งหมดที่รู้จัก และระหว่าง 10-27% ของดาราจักรในกลุ่มซุปเปอร์คลัสเตอร์ราศีกันย์ ซึ่งเป็นมวลรวมของดาราจักรที่ห้อมล้อมกระจุกดาวกันย์และกลุ่มท้องถิ่น ซึ่งเป็นกลุ่มดาราจักรสองกลุ่มที่มีดาราจักรทางช้างเผือก ( ดาราจักร “บ้าน” ของเรา) และดาราจักรแอนโดรเมดา หนึ่งใน “เพื่อนบ้าน” ที่ใกล้ที่สุด

ดาราจักรวงรีมีสองประเภทย่อยตามขนาด:

• ดาราจักรวงรีขนาดยักษ์สามารถบรรจุดาวได้มากถึงล้านล้านดวงและแผ่ขยายออกไปสองล้านปีแสง ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องเดินทางเป็นเวลาหนึ่งล้านปีด้วยความเร็วแสงจึงจะเคลื่อนที่ผ่านพวกมันไปตั้งแต่ต้นจนจบ นักดาราศาสตร์เชื่อว่าดาราจักรวงรีขนาดยักษ์เกิดจากการรวมตัวหรือการชนกับดาราจักรวงรีอื่นๆ
  
  จากการศึกษาของนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ แดเนียล พี. วิตเมียร์ ดาราจักรวงรีขนาดยักษ์ครั้งหนึ่งเคยมีขนาดกะทัดรัดขึ้น ในขั้นตอนนี้ พวกมันอาจปล่อยรังสีที่เป็นอันตรายถึงชีวิตไปยังดาวเคราะห์อายุน้อยภายในพวกมัน ดังนั้น เขาจึงตั้งทฤษฎีว่าดาราจักรวงรีขนาดยักษ์ไม่น่าจะมีดาวเคราะห์ที่อาจอาศัยอยู่ได้
• ดาราจักรวงรีแคระมีขนาดเล็กกว่าดาราจักรวงรีทั่วไปมาก โดยทั่วไปแล้วพวกมันมีก๊าซน้อยมากและมีหลักฐานเพียงเล็กน้อยของการก่อตัวดาวฤกษ์เมื่อไม่นานมานี้ อย่างไรก็ตาม ดาราจักรวงรีแคระนั้นพบได้บ่อยกว่าดาราจักรวงรีวงรีขนาดยักษ์
  
  หนึ่งในดาราจักรวงรีแคระที่รู้จักกันดีที่สุดคือดาราจักรแคระคนแคระราศีธนู ซึ่งมีความกว้างประมาณ 10,000 ปีแสง และเป็นดาราจักรดาวเทียมที่โคจรรอบระยะทางประมาณ 50,000 ปีแสงจากใจกลางทางช้างเผือก (ประมาณ 70,000 แสง -ปีจากโลก)

กาแล็กซีกังหันคิดว่าเป็นกาแล็กซีที่เกิดซ้ำมากที่สุดในจักรวาลของเรา ประมาณ 60% ของดาราจักรทั้งหมดคิดว่าเป็นดาราจักรชนิดก้นหอย

ตามชื่อของมัน ดาราจักรเหล่านี้มีรูปร่างเป็นเกลียว ประกอบด้วยจานแบนของดาวฤกษ์ที่หมุนรอบ ฝุ่นจักรวาล และก๊าซระหว่างดวงดาว ซึ่งหมุนรอบส่วนนูนตรงกลางที่ประกอบขึ้นจากดาวฤกษ์ที่มีอายุเก่าแก่และมืดลง เชื่อว่าส่วนที่นูนนั้นมีหลุมดำมวลมหาศาล

จานดาวที่โคจรรอบส่วนนูนแยกออกเป็นแขนที่โคจรรอบดาราจักร แขนกังหันเหล่านี้ประกอบด้วยก๊าซและฝุ่นละอองจำนวนมาก และดาวอายุน้อยกว่าที่ส่องแสงเจิดจ้าก่อนจะดับลงอย่างรวดเร็ว

ส่วนนูนนั้นล้อมรอบด้วยรัศมีดาราจักรที่ทำจากดาวที่มีอายุเก่าแก่และมืดลง ซึ่งแผ่กระจายไปทั่วกระจุกดาวทรงกลมหลายแห่ง (กลุ่มดาวทรงกลม)

ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ากระบวนการใดสร้างและบำรุงรักษาแขนก้นหอย กาแล็กซีเหล่านี้หมุนต่างกัน—ทุกอย่างโคจรด้วยความเร็วเท่ากัน ดังนั้นเวลาที่ใช้ในการหมุนจนสุดจึงเพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากศูนย์กลาง การหมุนแบบดิฟเฟอเรนเชียลนี้ยังทำให้เกิดการรบกวนใดๆ ในดิสก์จนกลายเป็นเกลียว หากนี่เป็นกระบวนการเดียวที่เกี่ยวข้องกับการสร้างก้นหอย เราน่าจะเห็นกาแล็กซีที่มีแขนกังหันพันกันแน่นจำนวนมาก แต่ดาราจักรก้นหอยส่วนใหญ่มีแขนหลักอยู่ระหว่างสองถึงสี่แขน

นักวิจัยเชื่อว่ารูปก้นหอยได้รับผลกระทบจากคลื่นความหนาแน่นเช่นกัน ซึ่งเดินทางผ่านจานดิสก์ และทำให้ดาวและก๊าซ “กองรวมกัน” ที่ยอด

กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามีแขนกังหันสี่แขน แขนหลักสองแขนเรียกว่า Scutum-Centaurus และ Perseus และแขนรองสองแขนชื่อ Norma และ Sagittarius นอกจากนี้ยังมีกิ่งก้านจำนวนมากที่ทำจากเศษแขนหลัก ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ในกิ่งแขนงใดแขนงหนึ่งของราศีธนู ที่เรียกว่าเดือยดาวนายพราน