Stjerne- og galaksedannelse
Den mørke tid endte, da de første stjerner dannedes ved gravitationel kollaps af gasskyer. Grunden til at masse i nogle områder samledes og senere kollapsede til stjerner, kan findes i ujævnheder i baggrundsstrålingen. Disse ujævnheder er udtryk for små inhomogeniteter i det tidlige Univers. Områder med en smule større tæthed vil have en smule stærkere tyngdekraft og dermed tiltrække masse fra områder med mindre tæthed. Disse ujævnheder vil derfor vokse med tid, hvilket over lang tid fører til større strukturer i Universet såsom galakser og galaksehobe.1 På et tidspunkt blev tætheden i nogle områder så stor, at de første stjerner kunne tændes. Læs mere om stjernedannelse generelt her: Stjernedannelse.
Gassen, som de første stjerner blev dannet af, bestod kun af de grundstoffer der blev dannet under Big Bang kernesyntesen: Altså hovedsageligt Hydrogen og Helium. Matematiske modeller viser, at stjerner dannet af denne metalfattige gas ville være meget tunge og lysstærke og have en kort levetid.
Den stærke stråling de første stjerner udsendt, startede en reionisering af Universet, der ikke havde været ioniseret siden rekombinationen omkring 380.000 år efter Big Bang.2
Disse ophobninger af gas og støv i større strukturer blev over tid til galakser. Vi ser i dag, at en galakse er en samling af stjerner, gas og støv i kredsløb om et supermassivt sort hul. Derudover består galakser også af mørkt stof, og det var faktisk ved observation af galaksers rotationshastigheder, at man opdagede mørkt stof.
Forskelle blandt andet i galaksers rotation giver anledning til forskellige galaktiske strukturer. Ud fra observationer af disse strukturer opskrev Edwin Hubble en klassificering, som nu kaldes Hubbles stemmegaffel.
Hubble klassificerede tre typer galakser. Der er elliptiske galakser og to typer af spiralgalakser. Den ene type spiralgalakse har en bjælke i midten, hvilket den anden type ikke har. I dag kender man også til irregulære galakser, som ikke passer ind i Hubbles skema.3
På figuren ses de forskellige typer galakser. Spiralgalakser har ensartet rotation, og denne rotation forårsager, at galaksen får spiralarme. Elliptiske galakser har ikke ensartet rotation ligesom spiralgalakser. Stjernerne er altså i tilfældige kredsløb om det supermassive sorte hul i galaksen. Elliptiske galakser opstår sandsynligvis som følge af kollision af mindre galakser, og de anses som nogle af de mest udviklede systemer i Universet.4 Med kollision menes ikke, at stjerner støder sammen, da der er forsvindende lille sandsynlighed for at dette kan ske. Afstandene mellem stjernerne er simpelthen for store. Dette er på trods af, at en galakse som mælkevejen har et sted mellem hundrede og fire hundrede milliarder stjerner.5
Hundrede af millioner af stjerner i mælkevejen. Her ses blot et lille udsnit af mælkevejen forstørret så man kan se det store antal stjerner, der udgør dette udsnit.
Når to galakser kolliderer, vil tyngdekraften forårsage nogle ret ekstreme fænomener. Alt efter galaksernes størrelser og opbygning, vil der kunne komme en række forskellige resultater ud af det. Et ekstremt eksempel er, når to gas-rige galakser kolliderer. Gnidning mellem gassen i galakserne vil forårsage en stor mængde stjernedannelse.
Grundet tyngdekraften samler galakser sig til enorme strukturer kaldet galaksehobe. Disse er blandt de største formationer, man kender til i Universet. Det er ret fantastisk, hvordan de mindste variationer i det tidlige Univers gennem inflationsepoken har udviklet sig og nu kan ses som de største strukturer i Universet.
Hubble eXtreme Deep Field. Dette billede vil med rimelighed kunne kaldes det smukkeste billede, der nogensinde er taget. Det blev taget ved at pege Hubbleteleskopet på et meget lille mørkt område på himlen og holde linsen åben i 50 dage. Billedet viser omkring 5500 galakser.6
[1] Uge 10 aktivitet 3 (BlackBoard), Steen Hannestad
[2] Foundations of Astronomy, Michael A. Seeds & Dana E. Backman, s. 400
[3] https://www.spacetelescope.org/images/heic9902o/ eller albummet
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Galaxy_formation_and_evolution
[5] https://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2015/07/22/how-many-stars-in-the-milky-way/
[6] https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/xdf.html