Sterrestelsel

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
NGC 4414, ’n tipiese spiraalsterrestelsel.

’n Sterrestelsel is ’n massiewe stelsel wat deur swaartekrag gebind word en bestaan uit sterre, gas, stof en ’n belangrike, dog duistere komponent wat as donkermaterie bekendstaan.[1][2] Tipiese sterrestelsels strek van dwergsterrestelsels met so min as 10 miljoen sterre[3] tot reusestelsels met tot 1 biljoen sterre.[4] Die sterre wentel om die sterrestelsel se massamiddelpunt of gemeenskaplike swaartepunt. Sterrestelsels kan ook veelvoudige sterre (sterre wat om mekaar wentel), sterreswerms en verskeie interstellêre wolke bevat. Die Son is een van die sterre in die Melkweg: die sterrestelsel wat die Sonnestelsel en Aarde bevat.

’n Gemiddelde sterrestelsel bevat 100 miljard sterre en die meeste stelsels kom in groepe sterrestelsels voor, wat van slegs ’n paar tot selfs duisende stelsels kan bevat.

Sterrestelsels word reeds ’n lang tyd volgens hulle voorkoms en vorm gekategoriseer. Twee algemene vorms is ’n elliptiese en spiraalsterrestelsel. Daar is ook onreëlmatige sterrestelsels: stelsels met ongewone vorms, dikwels as gevolg van naburige stelsels se swaartekrag.

Ontdekking[wysig]

Vroeë sterrekundiges het geglo ander sterrestelsels soos die Andromeda-sterrestelsel is newels wat deel van die Melkweg vorm.

Met die ingang van die 20ste eeu was dit algemeen aanvaar dat ons Sonnestelsel in die Melkweg geleë is, maar daar is ook geglo die Melkweg vul die hele heelal en dat ander "newels" (destyds ’n versamelnaam vir allerhande kosmiese liggame) deel van die Melkweg vorm.

Die sterrekundiges het ook "spiraalnewels" waargeneem en teen die 1920's was daar ’n vurige debat oor hierdie verskynsels: was hulle gasagtige voorwerpe of aparte "eiland-heelalle" soos die Melkweg?

Die Amerikaner Harlow Shapley (1885 – 1972) was een van die sterrekundiges wat geglo het die Melkweg beslaan die hele heelal en dat die spiraalnewels gasagtig en deel van die Melkweg was. Een van die redes wat hy aangevoer het, is dat hulle die wentelvlak van die Melkweg vermy en, indien hulle onafhanklike stelsels was, ’n mens hulle dwarsoor die hemelruim sou kon waarneem. Shapley het egter nie rekening gehou met die uitwerking van ruimtestof nie: wanneer lig deur die ruimtestof beweeg, kan dit rooier en dowwer voorkom as wat dit in werklikheid is. Sterre wat dowwer voorkom, kan foutiewelik as verder weg beskou word, terwyl stof in die wentelvlak van die Melkweg stelsels agter die vlak kon wegsteek.

Shapley en sy mede- Amerikaanse sterrekundige Heber Curtis (1872-1942) het op 26 April 1920 ’n groot debat gevoer oor die karakter van newels en sterrestelsels en die grootte van die heelal. Albei sterrekundiges het korrekte bewerings aangevoer (Shapley oor die vorm van die Melkweg, Curtis oor die grootte), maar ook inkorrekte bewerings (volgens Shapley was die spiraalvoorwerpe gasagtig, terwyl Curtis geglo het die Son is naby die middelpunt van die Melkweg).

Van 1923 tot 1926 het Edwin Hubble (1889-1953) by Mount Wilson in Kalifornië waarnemings van die heelal gemaak met behulp van die 2,5 m hoë Hooker-teleskoop, toe die grootste teleskoop op Aarde. Sy bevindings het getoon hierdie voorwerpe is gans te ver weg om deel van die Melkweg te wees en dat hulle aparte sterrestelsels buite die Melkweg is. Hubble het sy ontdekking op 1 Januarie 1925 aangekondig en die mens se siening van die heelal geheel en al omvergewerp.

Vorming[wysig]

Die sterrestelsel I Zwicky 18 (links onder) lyk soos ’n nuut gevormde sterrestelsel.

Om sonder twyfel te kan weet hoe ’n sterrestelsel gevorm word, moet die vorming van een waargeneem word. In beginsel is dit nie onmoontlik nie: indien ’n persoon vandag deur ’n teleskoop na ’n sterrestelsel kyk, sien hy nie die sterrestelsel soos dit vandag is nie, maar soos dit in die verlede gelyk het omdat die lig wat die sterrestelsel uitstraal etlike jare neem om die aarde te bereik. In die geval van die Groot Magellaanse Wolk, een van die sterrestelsels wat die naaste aan die Melkweg is, sien ’n sterrekyker hoe dit 160 000 jaar gelede gelyk het. Die verste sterrestelsel wat ooit waargeneem is, is ’n stelsel in die sterreswerm Abell 2218 en ’n mens op Aarde sien dit soos dit 13 miljard jaar gelede gelyk het. Deur hierdie oudste sterrestelsels waar te neem, kan sterrekundiges bevestig hoe sterrestelsels ontwikkel, maar die vorming van een is nog nie waargeneem nie en daar bestaan ’n aantal teorieë wat dit probeer verduidelik.

Volgens die klassieke teorie word sterrestelsels gevorm deur die instorting van reusegaswolke wat uit ’n mengsel van waterstof en helium bestaan. Die wolke het reusemassas, groter as die sterrestelsels wat die resultaat van sy ineenstorting is. Indien ’n gaswolk besig is om stadig te draai met sy ineenstorting, vorm ’n elliptiese sterrestelsel, terwyl ’n vinnig draaiende wolk ’n spiraalstelsel vorm.

’n Meer onlangse teorie is in kontras met die klassieke teorie: hoewel die twee teorieë dit eens is dat sulke gaswolke bestaan, stel die tweede teorie dat hulle nie ineenstort nie maar in kleiner stukke breek en dat dit hierdie kleiner stukke is wat sterrestelsels vorm. Hierdie teorie sou die bestaan van sterreswerms en superswerms kon verduidelik.

’n Derde teorie stel dat daar kleiner gaswolke is wat ineenstort om ’n sterrestelsel of veelvoudige stelsel te vorm en dat hierdie kleiner sterrestelsels mekaar aantrek en samesmeltings tussen hulle groter sterrestelsels veroorsaak. Volgens hierdie teorie behoort daar dan meer kleiner sterrestelsels as groter sterrestelsels te wees (wat inderdaad die geval is).

Klassifikasie[wysig]

Edwin Hubble het die bestaan van sterrestelsels buite die Melkweg gedemonstreer en het hulle ook gekategoriseer volgens hulle voorkoms en vorm.

Een van die algemeenste vorms is die elliptiese sterrestelsel. So ’n stelsel het ’n ovaalvorm en Hubble het ovaalstelsels ’n gradering van E0 tot E7 gegee om aan te dui hoe ellipties hulle is. ’n E0-stelsel is byna rond, terwyl E7 ’n afgeplatte elliptiese vorm het.

Elliptiese sterrestelsels bevat ou sterre en baie min gas en sluit die grootste bekende sterrestelsels in (wat tot ’n biljoen sterre kan bevat). Daar word geglo sommige elliptiese stelsels ontstaan ná botsings tussen spiraalstelsels.

Voorbeelde van elliptiese sterrestelsels:

Baie sterrestelsels heet "Messier" omdat hulle in die 18de eeu deur die Franse sterrekundige Charles Messier ontdek is, terwyl ander "NGC"-stelsels so genoem word na aanleiding van die New General Catalogue, ’n katalogus van voorwerpe in die diepruimte.

Nog ’n algemene vorm wat Hubble ontdek het, is die spiraalsterrestelsel. Hubble het gesien hierdie stelsels stem ooreen met elliptiese sterrestelsels, maar dat hulle ’n helder kern het. Hy het ook aangeteken dat baie van hierdie kerns "arms" het, wat van die middel af na buite spiraal en dus na hulle as "spiraalsterrestelsels" verwys. Die spiraalarms bestaan uit sterre en gas waaruit nuwe sterre steeds gevorm word.

Hubble het na sterrestelsels wat ’n helder kern maar geen spiraalarms het nie, as "S0" (S nul) verwys. Dié met spiraalarms is ’n klassifisering van Sa, Sb of Sc gegee: Sa-stelsels se arms was styf om die kern gespan, terwyl ’n Sb-stelsel se arms losser was en ’n Sc-stelsel se arms die losste. Later is ’n Sd-klas bygevoeg. ’n Alternatiewe klassifiseringstelsel deur A. Sandage en G. Vaucouleurs verwys na die spiraalstelse as SB-stelsels. ’n Sterrestelsel wat tussen twee van die klasse val, kan byvoorbeeld aangedui word as Sab of Sbc.

’n Ander soort spiraalsterrestelsel het ’n staaf in die middel en word as ’n SB-stelsel geklassifiseer. Ongeveer ’n derde van alle spiraalstelsels se arms spruit nie uit sy kern nie, maar van die punte van ’n reguit staaf. Die drie klasse vir staafspirale is SBa, SBb en SBc en soos met die gewone spiraalstelsels dui a op ’n stywe spiraal en c op ’n spiraal met los arms. Die staaf bestaan uit sterre, gas en stof.

Nie alle sterrestelsels pas egter in een van hierdie kategorieë nie: baie het ’n onreëlmatige vorm. Indien ’n sterrestelsel ’n onreëlmatige vorm het en tekens van spiraalarms toon, word dit as Sm geklassifiseer. Indien daar geen tekens van spiraalarms is nie, is dit klas Im. Die twee sterrestelsels wat die naaste aan die Melkweg is, is die Groot Magellaanse Wolk, ’n Sm-stelsel, en die Klein Magellaanse Wolk, ’n Im-stelsel.

Hubble se klassifiseringstelsel kan in die volgende skema saamgevat word:

Hubble sequence.svg


Beweging[wysig]

Seyfert se Sekstet is ’n groep sterrestelsels wat deur swaartekrag aanmekaar gebind is.
Die sterrestelsels NGC 2207 en IC 2163 is besig om nader aan mekaar te weeg.

Sterrestelsels is in konstante beweging: hulle wentel om hulle middelpunt (die sterre naby aan die kern beweeg vinniger as die sterre in die buitenste rand van die stelsel) en hulle beweeg voortdurend deur die ruimte. Die afstand tussen sterrestelsels word ook groter as gevolg van die uitsetting van die heelal (’n resultaat van die Oerknal). ’n Sterrestelsel wat deel is van ’n groep sterrestelsels (’n swerm), wentel ook om die massamiddelpunt van die swerm.

’n Sterrestelsel het as massamiddelpunt ’n swartkolk of ’n digte opeenhoping van sterre, of bol (sommige het ’n swartkolk binne-in ’n bol). Meer onlangse waarnemings dui daarop dat baie, moontlik die meeste, elliptiese en spiraalstelsels ’n swartkolk as massamiddelpunt het. Die Melkweg het ook ’n swartkolk in die middel, met ’n massa van 3,7 miljard sonmassas. Die tydperk wat ’n ster neem om een omwenteling te maak staan as ’n "kosmiese jaar" bekend en die lengte van so ’n jaar hang af van die grootte van die sterrestelsel en hoe ver die ster homself van die kern bevind. Ons Sonnestelsel wentel teen ’n spoed van 220 km/s en neem tussen 225 en 240 miljoen jaar (berekenings verskil) om ’n omwenteling te voltooi.[5]

Die meeste sterrestelsels bevind hulself in ’n groep stelsels, bekend as ’n sterrestelselswerm (’n kleiner swerm word ook ’n "groep" genoem). So ’n groep kan uit slegs ’n paar stelsels bestaan, maar groter swerms bevat tot duisende sterrestelsels. Hierdie sterrestelsels wentel dan ook om die swerm se massamiddelpunt.

Naas dié omwentelings beweeg sterrestelsels ook deur die ruimte en verder van mekaar af. Die spoed van ’n sterrestelsel kan slegs relatief tot ander sterrestelsels of soortgelyke voorwerpe gemeet word en hierdie voorwerpe is ook voortdurend in beweging – almal in verskillende rigtings. Die Melkweg en die Andromeda-sterrestelsels is byvoorbeeld besig om nader aan mekaar te beweeg teen ’n spoed van 130 km/s. Verder beweeg die Melkweg en die ander sterrestelsels in die Plaaslike Groep (die sterrestelselswerm waarin die Melkweg hom bevind) in die rigting van die sterrebeeld Noordelike Waterslang teen ’n spoed van 130 km/s. Die Melkweg (en die Plaaslike Groep) beweeg boonop teen 600 km/s nader aan die Groot Aantrekker, ’n gebied in die heelal met ’n uiters sterk swaartekrag ongeveer 150-250 miljoen ligjare van hier.

Hierdie konstante beweging lei dikwels tot botsings of samesmeltings; sterrekundiges glo die Melkweg sluk op die oomblik ’n dwergsterrestelsel, die Virgo-dwergsterrestelsel, in. Daar word ook voorspel dat dit eendag die Magellaanse Wolke sal insluk. Oor ongeveer 4,5 miljard jaar sal die Melkweg ook met die Andromeda-sterrestelsel bots, waarna hulle waarskynlik ’n groter elliptiese sterrestelsel sal vorm.

Bronnelys en verwysings[wysig]

  1. Sparke, L. S.; Gallagher III, J. S. (2000). Galaxies in the Universe: An Introduction. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-59704-4. 
  2. Hupp, E.; Roy, S.; Watzke, M. (2006-08-12). “Nasa Finds Direct Proof of Dark Matter”. Nasa. URL besoek op 2007-04-17.
  3. Unveiling the Secret of a Virgo Dwarf Galaxy”. ESO: 2000-05-03. URL besoek op 2007-01-03.
  4. Hubble's Largest Galaxy Portrait Offers a New High-Definition View”. NASA: 2006-02-28. URL besoek op 2007-01-03.
  5. Period of the Sun's Orbit around the Galaxy (Cosmic Year), deur Stacy Leong (2002), by hypertextbook.com.
Soorte sterre en sterregroepe
HD 820.jpg

 Sterre   SterDwergsterWit dwergSwart dwergRooi dwergGeel dwergBruin dwergSubdwergReusesterHelder reusSuperreusHiperreusSubreusRooi reusBlou reusNeutronsterPulsarBlou dwaalsterCepheïedVeranderlike sterNovaOpvlamsterRR Lyrae-sterWolf-RayetsterT Tauri-sterHerbig Ae/Be-sterPoolster
 Sterregroepe   DubbelsterX-straaldubbelsterVeelvoudige sterSterreswermSterrestroomSterrestelselMelkwegSterrestelselswermSuperswerm
 Verwante voorwerpe   SupernovaNewelPlanetêre newelMessier-voorwerpHeelalMultiversumSterrebeeldAsterismeSterreklassifikasieSwartkolkSuperholteInterstellêre mediumMolekulêre wolk
 Lyste   Lys van sterrekundige katalogusseLys van naaste sterreLys van grootste sterreLys van gewone name van sterre