Spiraalvormig sterrenstelsel
Een spiraalvormig sterrenstelsel is een sterrenstelsel dat, in tegenstelling tot de elliptische sterrenstelsels, een spiraalstructuur vertonen bestaande uit één of meerdere armen rondom een bolvormige, centrale verdikking.
Inhoud |
[bewerk] Ontdekking en classificatie
Na de ontwikkeling van de telescoop ontdekte astronomen diverse nevelachtige objecten aan de hemel. Een aantal van deze vertoonde een spiraalvormige structuur die men niet gemakkelijk kon verklaren. In de 19e eeuw dachten sommige astronomen dat het ging om extragalactische nevels. In het begin van de 20e eeuw deed de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble onderzoek aan deze spiraalnevels en hij ontdekte onder andere Cepheïde veranderlijken in de nevels NGC 6822, M33 en de beroemde Andromedanevel (M31).
Cepheïde sterren zijn van belang omdat exact het verband tussen hun lichtkracht en periode bekend is. Door de periode van de sterren die Hubble ontdekte te meten kon hij dus hun lichtkracht afleiden en vergelijken met hun zichtbare helderheid. Als resultaat hiervan kwam Hubble tot de conclusie dat deze nevels op zeer grote afstand van de Aarde moesten staan en evenals de Melkweg afzonderlijke sterreneilanden waren. in 1929 toonde Hubble eveneens aan dat het licht van deze sterrenstelsels roodverschuiving vertoonde wat erop duidt dat zij zich van de aarde af bewegen. Hij ontdekte dat hoe verder weg het stelsel verwijderd was hoe sneller het zich van ons af bewoog, iets wat overeenkwam met Albert Einstein's voorspelling in zijn relativiteitstheorie dat de ruimte uitdijt.
[bewerk] De "Hubble Sequence"
Hubble classificeerde de sterrenstelsels via het naar hem genoemde systeem, de "Hubble Sequence". De spiraalvormige sterrenstelsels werden in deze geclassificeerd naar gelang de dichtheid van de spiraalarmen met de klasse Sa voor stelsels met zeer strak gewonden armen tot Sc voor die waarvan de armen losser gewonden waren. Ook had hij de klassen SBa tot SBc voor balkspiraalstelsels, spiraalstelsels die een centrale balk vertonen. Ook zijn er melkwegstelsels geclassificeerd als S0, of spiraalstelsels met een vrijwel uniform rond uiterlijk. Zij worden wel gezien als brug tussen de elliptische en spiraalvormige melkwegstelsels.
[bewerk] Kenmerken
Spiraalvormige sterrenstelsels bestaan uit twee goed te onderscheiden delen, te weten de centrale verdikking (bulge) en de spiraalarmen.
[bewerk] Het centrum van sterrenstelsels
In het centrum van sterrenstelsels bevindt zich een bulge, een bolvormige concentratie van sterren. Op kleurenfoto’s van spiraalstelsels is dit gebied vaak wat gelig gekleurd. Dit komt doordat het voornamelijk bestaat uit oudere Populatie II sterren. Deze sterren zijn in een ver gevorderd stadium van hun evolutie en er zijn veel rode, koele sterren in deze populaties. Doordat zij astronomisch gezien kort na de oerknal zijn ontstaan zijn deze sterren relatief arm aan metalen. In het centrum van veel sterrenstelsels, en dus ook in spiraalvormige, bevinden zich zwarte gaten. Er vindt in het algemeen weinig tot geen sterformatie meer plaats in deze populatie II gebieden.
[bewerk] Spiraalarmen
De spiraalarmen van dit type melkwegstelsel echter bestaat voornamelijk uit zogenaamde Populatie I sterren. Deze sterren zijn jonger en metaalrijker dan de sterren in het centrum van melkwegstelsels. Zij zijn vaak jong en heet en op kleurenfoto’s zijn de spiraalarmen vaak wittig of blauw gekleurd. In sommige spiraalstelsels is er nog veel stervorming aan de gang in de armen. In deze gebieden vindt men nevels zoals de Orionnevel in ons eigen Melkwegstelsel. Ook vindt men er open sterrenhopen, jonge associaties van sterren die kosmisch gezien kort geleden gevormd zijn en die nog via zwaartekracht met elkaar verbonden zijn.
Spiralarmen kunnen losser dan wel strakker om het centrum gewonden zijn. De strakkere worden wel vroege spiraalstelsels genoemd en de losser gewonden stelsels late. Dit betekent echter niet dat spiraalstelsels per se van de strakkere naar de lossere varianten evolueren.
[bewerk] Balkspiraalstelsels
Balkspiraalstelsels zijn spiraalvormige sterrenstelsels waar zich uit het centrum een balk vormt, aan het uiteinde waarvan de spiraalarmen zich uitstrekken. Balkspiraalstelsels zijn vrij normaal en veel astronomen denken dat ons eigen Melkwegstelsel een balkspiraalstelsel is. Eén theorie over het ontstaan van deze balkstructuur zegt dat zij het resultaat is van onstabiliteit in het centrum van spiraalstelsels en door werking van de zwaartekracht zich vormen en daarna ook weer verdwijnen. De lengte van deze, tijdelijke, balkstructuur is gerelateerd aan de massa in het centrum van het melkwegstelsel. Hoe meer massa het stelsel bezit des te korter de balk.
[bewerk] De Melkweg
De Melkweg, het spiraalstelsel waarin het Zonnestelsel zich bevind is een voorbeeld van een doorsnee spiraalstelsel. Het meet ongeveer 100.000 lichtjaar in diameter. De Zon beschrijft een baan rond het centrum van de Melkweg, één omwenteling duurt ongeveer 220 miljoen jaar. De halo van oudere sterren rond dit centrum meet ongeveer 65.000 lichtjaar in diameter. De massa van een doorsnee spiraalstelsel kan tot enkele honderden miljarden zonnemassa's bedragen.
[bewerk] Voorbeelden
Enkele voorbeelden van spiraalstelsels zijn:
- Andromedanevel
- Bodestelsel
- Sombreronevel
- Draaikolknevel
- Windmolenstelsel
- Messier 83 (Balkspiraal)
- NGC 1300 (Balkspiraal)
