Thiên hà Những đêm mùa hè trời đẹp, ít mây, hẳn các bạn , mà nhất là những ai yêu thích bộ môn thiên văn học đều rất thích thú khi được ngắm nhìn vẻ đẹp của bầu trời sao. Trên đó, bạn không chỉ tháy các ngôi sao như những đốm sáng bé nhỏ được rải một cách ngẫu nhiên, chúng cũng có khu vực riêng của mình và mỗi đêm, bạn đều thấy một dải sáng trắng như sữa vắt ngang bầu trời. Nếu có trong tay một chiếc kính thiên văn hay chỉ một chiếc ống nhòm nhỏ thôi, bạn sẽ thấy trên dải sáng đó là vô vàn các đốm sáng nhỏ phân bố dày đặc trong dải sáng đó, và tất nhiên chính nhờ vô vàn các đốm sáng đó mà chúng ta mới có thể quan sát một dải sáng tuyệt vời như vậy. Người xưa đã sớm gọi dải sáng đó là Ngân Hà, còn theo thần thoại Hy Lạp thì dải sáng đó là dòg sữa bất tử của nữ thần Hera tuôn chay trên bầu trời do sức hút của người anh hùng Hercules và từ đó mà cái tên Milkyway ra đời. Ngày nay, chúng ta vẫn sử dụng những cái tên Ngân Hà, Milkyway nhưng cả 2 cái tên đó đều chỉ để chỉ dải sáng mà chúng ta vừa nhắc tới và đó chính là Thiên Hà của chúng ta. Chúng ta đã biết về Trái Đất, về Mặt Trời và cả về Thiên Hà, và bây giờ chúng ta cũng biết rằng dải Thiên Hà rực rỡ mà chúng ta ván quan sát hàng đêm kia, bản thân chúng ta cũng là một phần của nó. Trong vũ trụ không chỉ tồn tại một nhóm sao khổng lồ hợp thành thiên hà như Milkyway của chúng ta màcòn có hàng triệu triệu thiên hà khác, mỗi thiên hà đều là một tập hopự khổng lồ các ngôi sao với khối lượng và kích thước khác nhau. Vậy thực chất thiên hà cấu tạo ra sao chúng ta đã biết hay chưa? Có bao nhiêu loại thiên hà và chúng ta có thể quan sát thấy gì và kết luận được những gì về những điều quan sát được? Những điều dưới đây có lẽ sẽ bổ ích cho các bạn muốn tìm hiểu thêm về khái niệm thiên hà và về cấu tạo của vũ trụ chúng ta: 1 Khái niệm Thiên hà (galaxy) là một tập hợp các thiên thể trong một phạm vi nhất định. Chúng liên kết lại với nhau do hấp dẫn lẫn nhau. Sự liên kết này tạo thành các xoáy trong đó các ngôi sao và các hành tinh của chúng đều quay quanh một tâm chung. Thiên hà có thể chứa từ 10 6 đến 10 12 sao và bán kính từ 1000 đến 200000 năm ánh sáng. Khối lượng của chúng có thể từ 500000 đến vài nghìn tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Thành phần của một thiên hà ngoài các ngôi sao và các hành tinh của chúng còn vô số các thiên thạch nhỏ, các khối khí và bụi rải rác. Tất cả các thành phần này đều quay quanh một tâm chung chính là tâm của thiên hà. <! [if !vml] ><! [endif] > 2 Phân loại thiên hà: Các thiên hà được phân chia thành một số loại như sau dựa vào hình dáng quan sát được của chúng: + Thiên hà xoắn (Spiral Galaxy): Loại thiên hà này chiếm khoảng 60% trong tổng số các thiên hà đã quan sát được, kí hiệu: S. Cấu tạo của loại thiên hà này là gồm một khối đặc có mật độ lớn các sao ở giữa. Phần này có độ dày khá lớn, các sao chủ yếu là các sao già. Phần ngoài của phần trung tâm này là phần đĩa gồm các cánh tay xoè ra xung quanh chủ yếu là các sao trẻ mới hình thành và các đám khí , bụi. Tuỳ theo tính chất của phần trung tâm và các cánh tay khí bụi này mà ta phân biệt các loại thiên hà Sa, Sb và Sc. Thiên Hà Milkyway của chúng ta cũng là một thiên hà xoắn và hệ Mặt Trời nằm tại một trong những cánh tay xoắn của Thiên Hà + Thiên hà elip (elliptical galaxy) Loại thiên hà này chiếm khoảng 15% trong số các thiên hà đã quan sát được, kí hiệu E. Mức độ thuôn dài của loại thiên hà này được kí hiệu bởi các số từ 0 - 7 (tròn nhất là E0) Đây là loại thiên hà sáng nhất trong vũ trụ. Chúng gồm chủ yếu là các sao già, gần như không có bụi, chỉ có khí với nhiệt độ khoảng 1 triệu độ. Thiên hà elip có khối lượng rất nặng, chúng có hình cầu hoặc hình elipxoit, tốc độ quay nhỏ, chỉ khoảng 100 km/s. Thiên hà Tiên nữ - Andromeda - M31, thiên hà sáng nhất bầu trời của chúng ta cũng là một thiên hà Elip. +Thiên hà thấu kính (lenticular galaxy) Loại thiên hà này chiếm khoảng 20% trong số các thiên hà đã quan sát được, kí hiệu SO. Đây là loại thiên hà trung gian giữa thiên hà elip và thiên hà xoắn. Chúng gồm nhiều sao già, có một bầu trung tâm và đĩa gồm các sao tre phía ngoài nhưng không có sự xuất hiện các cánh tay sáng. <! [if !vml] > <! [endif] > +Thiên hà không định hình (irregular galaxy) Loại thiên hà này chiếm khoảng 3%, kí hiệu Ir Thiên hà này có dạng không xác định, thường giống như một đám các sao nhỏ, quay quanh một tâm chung nhưng lại có thể có nhiều tâm tạo sao. Ngoài các Thiên hà được phân loại theo hình dáng, người ta còn đưa vào khái niệm Thiên hà lùn (dwarf galaxy) (Kí hiệu d)Đặc điểm của loại thiên hà này là kích thước rất nhỏ và mật độ cũng tương đối nhỏ so với các thiên hà khác. Về hình dáng, chúng cũng có hình elip, cầu, không định hình. * Một số thiên hà có thể cặp đôi với nhau (double galaxy) giống như trường hợp của sao đôi (double star). Các thiên hà này thường là các thiên hà ở gần nhau, hấp dẫn làm chúng tương tác với nhàu và có thể quay quanh nhau. Trong nhiều trường hợp, một thiên hà lớn hơn có thể thu hút vật chất ở thiên hà đồng hành, thậm chí có thể nuốt chửng luôn bạn đồng hành của mình. *Quasar còn gọi là chuẩn tinh thể được phát hiện năm 1960. Ngày 5- 8-1962, M.Schmith đã xác định được sự tồn tại của quasar khi nghiên cứu thiên thể 3C 273. Quasar là các thiên thể có đường kính dưới 1 năm ánh sáng nhưng lại là nguồn phát bức xạ mạnh nhất vũ trụ. Độ dịch chuyển về đỏ của phổ các quasar cho thấy chúng ở rất xa chúng ta và đang dịch chuyển ra xa với vận tốc rất lớn. Hiện nay đã phát hiện được hơn 3000 quasar, tất cả chúng đều có độ bức xạ rất cao và đang dịch chuyển ra xa chúng ta với vận tốc rất lớn (kỉ lục là quasar PC 1247 + 3460 đang dịch chuyển ra xa với vận tốc khoảng 94% tốc độ ánh sáng). Hiện nay vẫn chưa có một cách giải thích nào hoàn toàn thuyết phục về sự liên quan giữa khoảng cách của các quasar và tốc độ phát xạ của chúng. Hiện nhiều ý kiến cho rằng đó là nhân của thiên hà bức xạ rất lớn ở rất xa (nhân là một Black Hole đang phát xạ rất mạnh) Cụm thiên hà, quần và siêu quần thiên hà + Cụm thiên hà gồm vài chục thiên hà liên kết với nhau bằng hấp dẫn. Kích thước của chúng từ 6 - 13 triệu năm ánh sáng và khối lượng 1000 - 10000 tỉ lần khối lượng Mặt Trời. +Quần thiên hà (cluster of galaxy) là một tập hợp rất dầy đặc gồm vài nghìn thiên hà liên kết với nhau. Nói đơn giản nó là một qui mô lớn hơn rất nhiều của cụm thiên hà. Kích thước của chúng từ 5 đến 60 triệu năm ánh sáng, khối lượng khoảng 1013 khối lượng Mặt Trời. Có hai loại quần chủ yếu là định hình và không định hình. Loại định hình có tâm và cí sự đối xứng cầu gồm chủ yếu các thiên hà elip và thấu kính. Loại không định hình không có tâm và đối xứng cầu, thường có kích thước nhỏ hơn loại kia. + Siêu quần thiên hà là tập hợp lớpn gồm nhiều cụm thiên hà, quần thiên hà và một vài thiên hà biệt lập. Siêu quần thiên hà thường có hình dẹt hoặc dài , thành chuỗi liên tiếp nhau, kích thước khoảng 300 - 500 triệu năm ánh sáng và khối lượng khoảng 1018 khối lượng Mặt Trời * Cụm thiên hà địa phương: Thiên hà Milkyway của chúng ta cùng khoảng 30 thiên hà khác lân cận tập hợp thành "cụm thiên hà địa phương" (Local Group). Cụm địa phương này có hình một elipxoit, đường kính 7 - 10 triệu năm ánh sáng. Trong số các thiên hà thuộc cụm địa phương của chúng ta thì thiên hà Milkyway là thiên hà lớn thứ hai, Thiên Hà của chúng ta có đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng với khoảng 200 tỷ ngôi sao - 200 tỷ mặt trời và Mặt Trời của chúng ta chỉlà một ngôi sao nhỏ nằm tại một nhánh cách tâm thiên hà 27.000 năm ánh sáng. Lớn nhất là thiên hà tinh vân M31 tức tinh vân tiên nữ (Andromeda). Đây là thiên thể xa nhất có thể nhìn thấy bắng mắt thường, M31 có 4 thiên hà lùn làm vệ tinh cho nó. Tiếp theo , lớn thứ 3 là thiên hà M33 (NGC 598). Các thiên hà còn lại hầu hết là thiên hà lùn bao quanh Milkyway và M31, M33. Gần chúng ta nhất là 2 thiên hà không định hình gọi tên là 2 đám mây Magellan lớn và nhỏ. 2 thiên hà này được phát hiện bởi 1 thành viên trong đoàn thám hiểm của Magellan và thế là tự nhiên ngài Magellan được có tên trên 2 thiên hà. <! [if !vml] ><! [endif] >Danh mục đầu tiên về các tinh vân có kèm số liệu đầy đủ được đưa ra bởi Charles Messier vào năm 1781, danh sách này gồm 110 tinh vân được đánh số theo thứ tự từ M1 - M110 (M=Messier), sau này, người ta xác định được rất nhiều trong số này không phải các tinh vân mà chính là các thiên hà, và một phát hiện nữa là M101 và M102 thực chất là 1. Tuy nhiên danh mục Messier vẫn được giữ nguyên giá trị sử dụng và ngày nay vẫn được áp dụng khá phổ biến. Tuy nhiên hiện tại, một danh mục mới được ra đời, danh mục này được bao gồm cả các tinh vân và thiên hà nói chung, trong đó ngoài các tinh vân - thiên hà đã có trong danh mục Messier còn có hàng nghìn tinh vân, thiên hà khác đến nay đã được xác định. Hiện nay danh mục này được sử dụng rộng rãi hơn và kí hiệu của các thiên hà, tinh vân trong đó được sử dụng như tên chính thức của thiên hà, tinh vân, được gọi là danh mục NGC (New General Catalogue). . một thiên hà Elip. +Thiên hà thấu kính (lenticular galaxy) Loại thiên hà này chiếm khoảng 20% trong số các thiên hà đã quan sát được, kí hiệu SO. Đây là loại thiên hà trung gian giữa thiên hà. rằng đó là nhân của thiên hà bức xạ rất lớn ở rất xa (nhân là một Black Hole đang phát xạ rất mạnh) Cụm thiên hà, quần và siêu quần thiên hà + Cụm thiên hà gồm vài chục thiên hà liên kết với nhau. của thiên hà. <! [if !vml] ><! [endif] > 2 Phân loại thiên hà: Các thiên hà được phân chia thành một số loại như sau dựa vào hình dáng quan sát được của chúng: + Thiên hà xoắn