Visatoje žvaigždės pasiskirsčiusios netolygiai. Jos sudaro milžiniškas įvairios formos sankaupas – galaktikas. Galaktika (gr. galaktikos – pieniškas, pieninis) yra didžiulė, gravitacija susieta, žvaigždžių, dujų ir kitų materijų sistema. Galaktikoje, kuriai priklauso mūsų Saulė, yra daugiau kaip 100 milijardų žvaigždžių. Galaktikos centrą sudaro apie 16 000 šm. skersmens branduolys; nuo jo spiralėmis driekiasi beveik vienoje plokštumoje kelios atšakos. Branduolys su spiralėmis sudaro 80 000 šm. skersmens plonėjantį į kraštus diską. Abipus disko yra šimtai tūkstančių paskirų žvaigždžių, tarsi pabirusių iš besisukančio Galaktikos disko. Saulė yra toli nuo Galaktikos branduolio, vienoje iš spiralių. Nuo Galaktikos centro Saulė nutolusi 26 000 šm. Visa Galaktika sukasi apie savo centrą, ir vieną kartą apsisuka per maždaug 200 mln. metų.Gyvendami Galaktikos viduje, mes negalime pažvelgti į ją iš šalies, todėl nežinome tiksliai jos formos, spiralių išsidėstymo. Tačiau žinoma, kad ji labai panaši į artimiausią mums galaktiką, švytinčią Andromedos žvaigždyne ir vadinamą Andromedos Ūku, bei kitas spiralines galaktikas. Giedrą naktį, pažvelgę Galaktikos centro kryptimi, matome dangaus skliautu nusidriekusią šviesią juostą – Paukščių Taką. Tai Galaktikos disko projekcija dangaus skliaute. Paukščių Takas susideda iš daugybės silpnai šviečiančių žvaigždžių, jų spiečių ir šviesių ūkų. Kai kuriose vietose jų šviesą užstoja tamsieji ūkai. Lietuvoje Paukščių Takas geriausiai matomas ankstyvą rudenį. Daugelis paukščių šia kryptimi skrenda žiemoti į šiltuosius kraštus.Paukščių Tako ir kitų Galaktikos objektų fizines savybes tiria ir Lietuvos astrofizikai.Visatoje yra daugybė kitų galaktikų, tarp jų – galaktikos milžinės ir galaktikos nykštukės, mažesnės už pirmąsias tūkstančius kartų. Kai kurios galaktikos itin stipriai spinduliuoja radijo bangas ir Rentgeno spindulius. Ypač domina mokslininkus paslaptingieji kvazarai – tolimiausi iš rastų lig šiolei objektų, spinduliuojantys taip intensyviai, kad to negalima paaiškinti jokiu žinomu energijos šaltiniu, netgi termobranduolinėmis reakcijomis. Galaktikos, savo ruožtu, buriasi į didesnes ar mažesnes grupes, o kartais ir į labai didelius, po keletą tūkstančių galaktikų spiečius, vadinamus supergalaktikomis. Supergalaktikos sukasi apie savo sistemos centrą.
Visi galaktikų spiečiai ir paskiros galaktikos, visa, ką tik aprėpia danguje galingiausi pasaulio teleskopai, vadinama Metagalaktika. Šiandien nežinoma Metagalaktikos ribų, nes jos priklauso nuo astronominių stebėjimų technikos skvarbumo. Tačiau nėra pagrindo manyti, kad Metagalaktika – tai jau visa Visata, visas egzistuojantis materialus pasaulis. Dar 1609 m. G. Galilėjus, žvalgęs dangų pro jo paties sukonstruotą pirmąjį teleskopą, įrodė, kad per visą dangų nusidriekiantis Paukščių Takas yra milžiniškas žvaigždžių sambūris; jis buvo pavadintas Galaktika. Palaipsniui astronomai suprato, kad visos matomos žvaigždės, tarp jų ir mūsų Saulė, priklauso tam sambūriui, kurį sudaro 2-3 šimtai milijardų žvaigždžių. O XVIII a. viduryje filosofas I. Kantas iškėlė hipotezę, kad neryškios mažos dėmelės, matomos dangaus skliaute tarp žvaigždžių, yra milžiniški nutolę „pasauliai” – kitos galaktikos. Ši hipotezė tapo mokslo tiesa tik XX a. Dabar pro galingiausius teleskopus stebima apie penkiasdešimt milijonų galaktikų, sudarančių sudėtingą korėtą struktūrą. Galaktikos paprastai esti išsidėsčiusios grupėmis — po kelias ryškesnes ir keliolika ar net keliasdešimt mažesnių. Tokia grupė nusitęsia apie keletą milijonų šviesmečių.Mūsų Galaktika priklauso vietinei galaktikų grupei, kurią sudaro apie 40 galaktikų ir galaktikėlių, tarp jų savo dydžiu išsiskiria mūsiškė, taip pat Andromedos ir Trikampio galaktikos. (Vardus turi tik kai kurios išskirtinės galaktikos, o kitos žymimos sutartiniu būdu: raidėmis ir skaičiais, sutrumpintai nurodančiais astronominio katalogo pavadinimą ir objekto numerį jame, pavyzdžiui, M32 – tai galaktika, kuri astronomo Š. Mesjė (Messier) sudarytame kataloge yra pažymėta 32 numeriu.) Artimiausios mums dvi galaktikos yra Didysis Magelano Debesis ir Mažasis Magelano Debesis. Galaktikos skrieja aplink grupės masės centrą.Galaktikų Tipai
Galaktikų tipai pagal Hubble morfologinę klasifikaciją. E – elipsinės galaktikos, S – spiralinės, SB – skersinės spiralinės galaktikos.Astronomai klasifikuoja galaktikas keliais būdais, tačiau dažniausiai pagal formą. Daugiau kaip pusė žinomų galaktikų yra elipsinės, tai yra sferinės arba ovalios formos. kiti dažni tipai – spiralinės (kaip ir mūsų gimtoji galaktika Paukščių Takas, Andromedos galaktika) ir skersinės spiralinės galaktikos, per kurių centrą eina medžiagos skersė. Ketvirtam tipui, vadinamam netaisyklingosiomis galaktikomis, priskiriamos tos, kurios netinka nė vienam iš minėtų tipų. Netaisyklingosios galaktikos formos neturi, tačiau turi labai daug dujų ir dulkių (žymiausios netaisyklingosios galaktikos yra Didysis Magelano Debesis ir Mažasis Magelano Debesis). Spiralinės ir skersinės spiralinės galaktikos toliau skirstomos į keturias grupes pagal centro dydį ir vijų susisukimo aplink centrą glaudumą. Elipsinės galaktikos dalijamos į aštuonis potipius nuo E0 iki E7. E0 galaktikos beveik rutulio formos, o E7 galaktikos panašios į suplotą ovalą. Dar XVIII a. antroje pusėje kai kurie filosofai kėlė hipotezes, kad daugelis dangaus skliaute išsibarsčiusių, į ūkus panašių objektų iš tikrųjų yra žvaigždžių sistemos, panašios į mūsų Galaktiką. Žinių stoka apie mūsų Galaktikos sudėtį ir dydį, milžiniški nuotoliai, dėl kurių susilpnėja kitų galaktikų skleidžiama šviesa, lėmė tai, kad turėjo praeiti apie 150 metų, kol galutinai buvo įrodyta jų užgalaktinė prigimtis. Tik 1925 m. amerikiečių astronomas E. Hablis, tyrinėdamas kai kurių cefeidžių, atrastų Andromedos galaktikoje, spindesio kitimo pobūdį, sugebėjo neginčijamai įrodyti, kad ši galaktika yra nutolusi daugiau kaip milijoną šviesmečių, kitaip sakant, ji yra gerokai už mūsiškės žvaigždžių sistemos ribų.
Elipsinė E0 tipo galaktika M 87
Elipsinės galaktikos. Jos yra sferoido arba elipsoido formos ir primena suveltą kuodą; jų spindesys mažėja lėtai ir vienodai nuo centro link periferijos. Šiose galaktikose nematyti jokių struktūrinių elementų, nėra kondensatų ar dulkių debesų; jas sudaro II populiacijos žvaigždės. Plokštumo (arba elipsiškumo) laipsnis labai kinta, priklausomai nuo galaktikos. Tenka pabrėžti, kad elipsiškumą lemia ne tik vidinis pačios galaktikos paplokštumas, bet ir jos posvyris stebėtojo atžvilgiu. Kuo daugiau galaktika pasvirusi, tuo plokštesnė ji atrodo. Trūkstant paviršiaus detalių, kurios leistų nustatyti objekto simetrijos plokštumą, ypač sunku atskirti šiuos du dalykus. Iš pirmo žvilgsnio (bet tik iš pirmo) didesnis ar mažesnis elipsinių galaktikų paplokštumo laipsnis priklauso nuo didesnio arba mažesnio sukimosi greičio ir tuo pačiu nuo didesnės arba mažesnės išcentrinės jėgos.
Paprastoji spiralinė Sb tipo galaktika NGC 2977Paprastosios spiralinės galaktikos. Tai galaktikos, panašios į mūsų Galaktiką. Ryškiausias jų bruožas – tai spiralinės vijos, atsišakojančios nuo spindinčio centrinio branduolio. Kruopštesni tyrinėjimai rodo, kad tokias galaktikas sudaro dvi pagrindinės dalys: centrinis elipsoido formos daugiau ar mažiau plokščias branduolys, kurio savybės panašios į elipsinių galaktikų savybes, ir plonas diskas, sudarytas iš žvaigždžių ir gausybės jas supančių dujų bei dulkių. Santykiniai disko ir branduolio matmenys, vijų skaičius, forma ir storis kiekvienoje galaktikoje būna vis kitokie. Todėl patogiau jas skirstyti į pogrupius pagal santykinius branduolio ir disko matmenis bei vijų tankį spiralėse. Galaktikos, kurių branduolys disko atžvilgiu yra didelis, o vijos labai tankios ir glaudžiai susisukusios, priskiriamos Sa potipiui; galaktikos su mažu branduoliu ir labai ištęstomis bei išsiskleidusiomis vijomis – Sc potipiui; galaktikos su tarpinėmis charakteristikomis – Sb potipiui.
Skersinė spiralinė SBb tipo galaktika NGC 1265Skersinės spiralinės galaktikos. Neskaitant branduolio ir disko, jos turi dar trečią dalį, panašią į cilindrą ir vadinamą skerse. Skersė yra simetriška branduolio atžvilgiu, o iš jos galų atsišakoja spiralinės vijos. Kartais vijos prasideda kokiame nors švytinčio žiedo, juosiančio branduolį, taške, o jų matmenys atitinka skersės matmenis. Skersės, kaip ir branduolio bei vijų, išvaizda labai nevienoda. Todėl naudojami tie patys kriterijai kaip ir paprastųjų spiralinių galaktikų atveju: skirstoma į pogrupius SBa, SBb, SBc.
Lęšio tipo galaktika NGC 5866Lęšinės galaktikos. Jos buvo pastebėtos vėliau. Šių galaktikų savybės maždaug atitinka vidurkį tarp elipsinių ir spiralinių galaktikų. Jos panašios į paprastąsias spiralines galaktikas, tik be dulkių ir didžiosios dalies dujų. Netaisyklingosios galaktikos. Tai galaktikos, kuriose neįmanoma įžvelgti jokios simetrijos. Jose gausu dulkių ir kitos tarpžvaigždinės medžiagos. Apskritai jų masė ir šviesis yra maži. Statistika. Vidutiniškai iš 100 galaktikų 13 yra elipsinės, 22 – lęšinės, 61 spiralinė (paprastoji arba skersinė), likusios – netaisyklingosios. Reikia pabrėžti, kad pateikta klasifikacija yra grynai morfologinė ir kad neegzistuoja vienareikšmis abipusis ryšys tarp galaktikų formos ir pagrindinių jų savybių. Tiksliau, tarp to paties tipo galaktikų tokie parametrai kaip masė, šviesis, spektrinis tipas, dulkių procentas ir t. t. nėra pastovūs, bet kinta gana plačiame reikšmių intervale. Galaktikų pasiskirstymas. Dangaus sferoje galaktikos nėra vienodai paplitusios, bet linkusios telktis į grupes, arba spiečius, kurie būna didesni ar mažesni, tankesni arba retesni. Mūsų Galaktika taip pat priklauso mažam spiečiui, vadinamam Vietine galaktikų grupe. Joje yra dar kelios dešimtys objektų, išsidėsčiusių maždaug 10 kubinių megaparsekų erdvėje: tai Magelano Debesys (Didysis ir Mažasis), Andromedos galaktika ir jos palydovai NGC 221 ir NGC 205, M 33 ir dar apie 20 mažesnių galaktikų.
Mergėlės žvaigždyne matomo galaktikų spiečiaus centrinė sritis. Arčiau centro matyti galaktika NGC 3379Būdama įspūdingo dydžio, Vietinė galaktikų grupė vis dėlto yra labai kuklus spiečius. Iš tikrųjų yra daug didesnių spiečių, kurie apima tūkstančius galaktikų. Tipiškas pavyzdys – Mergelės žvaigždyne stebimas spiečius. Galaktikų spiečiai savo ruožtu linkę jungtis į aukštesnio lygio darinius, vadinamus galaktikų superspiečiais, kuriuos sudaro dešimtys arba šimtai tūkstančių galaktikų. Tipiško galaktikų superspiečiaus linijiniai matmenys siekia 100 megaparsekų.
Vietinio galaktikų superspiečiaus trimačio vaizdo rekonstrukcija. Tarp jų yra: Vietinė grupė, Mergelės spiečius, Didžiųjų Grįžulo Ratų ir Taurės galaktikų spiečiaiDėl didelio galaktikų tankumo tuose spiečiuose atsiranda didelė tikimybė joms susitikti kažkuriuo evoliucijos etapu. Daugeliu atvejų galaktikos prasilenkia dideliu atstumu, tokiu, kad patiria tik lengvus formos pokyčius dėl nežymios gravitacinių laukų sąveikos. Retais susidūrimų (kolizijų) atvejais būna dvi galimybės: jeigu susidūrimo greitis siekia šimtą kilometrų per sekundę, abi galaktikos susilieja į vieną objektą (susijungia); jeigu greitis yra didesnis – abi galaktikos išlieka, bet radikaliai pasikeičia jų forma. Skaičiavimo technika sumodeliavus tokius atvejus, pasirodė, kad labiau paplitę iškraipymai – tai apsikeitimai žvaigždėmis tarp dviejų sistemų ir tiltų, arba švytinčių šleifų, susidarymas. Abiem atvejais mažas žvaigždžių tankis lemia tai, kad svarbiausias veiksnys galaktikoms susiduriant yra tarp žvaigždinė medžiaga, kurios dažniausiai apstu abiejose galaktikose. Dėl to galaktikų sąveikos arba susidūrimo atveju labai suaktyvėja žvaigždėdaros procesas.
Kairėje: galaktika M 51 ir šalia jos esanti maža netaisyklinga galaktika, kurios susisiekia per švytintį žvaigždžių, dujų ir dulkių tiltą. Dešinėje (piešinį reikia nagrinėti iš apačios į viršų),šis modelis vaizduoja, kaip susidaro sistema, susidūrus dviem galaktikoms
Aktyviosios galaktikos. Pirma spektroskopiniai tyrimai, o vėliau radijo bangų ir rentgeno spindulių tyrinėjimai parodė, kad kai kurių galaktikų branduoliai skleidžia milžinišką energijos kiekį. Šis spinduliavimas daugeliu atvejų yra toks galingas, kad negali trukti ilgiau negu mažą dalį normalaus galaktikos egzistavimo. Fizikiniai tokios milžiniškos energijos mechanizmai išvis nežinomi. Visa tai kartu su daugybe kitokių reiškinių, stebimų aktyviųjų galaktikų branduoliuose, kursto nuolatinįdėmesį ir bandymus klasifikuoti aktyviąsias galaktikas pasinaudojant technika, sudarančia galimybes jas identifikuoti ir tyrinėti. Prieš aptariant įvairius aktyviųjų galaktikų tipus, reikia patikslinti vieną dalyką. Objekto skleidžiamas elektromagnetinis spinduliavimas gali būti dviejų tipų: šiluminis (skleidžiamas karštų kūnų) ir nešiluminis. Pagrindinis nešiluminio spinduliavimo tipas yra vadinamasis sinchrotroninis spinduliavimas, kurį sukelia dideliu greičiu nelygiagrečiai magnetinio lauko linijoms judantys elektronai. Abu spinduliavimo tipus lengva atskirti. Šiluminio spinduliavimo spektrinis pasiskirstymas turi ryškų maksimumą ties tam tikru bangos ilgiu, kurį lemia spinduliuojančio objekto temperatūra; tuo tarpu sinchrotroninio spinduliavimo stiprumas didėja, mažėjant bangos ilgiui. Seiferto galaktikos. 1943 m. JAV astronomas K. Seifertas atrado spiralines galaktikas su ryškiais branduoliais, primenančiais žvaigždes. Jų spektruose gausu emisinių linijų, kurios yra labai plačios ir intensyvios. Hipotezė, kad tokios plačios spektro linijos yra susijusios su Doplerio reiškiniu, leidžia daryti išvadą, kad Seiferto galaktikų branduoliuose yra dujų debesų, judančių keleto tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu. Markariano galaktikos. Jas atrado armėnas B. E. Markarianas šio šimtmečio aštuntajame dešimtmetyje. Tai iš pažiūros paprastos galaktikos, tik pasižyminčios stipriu ultravioletiniu spinduliavimu. Jos skirstomos į paprastąsias ir difuzines. Pirmosiose ultravioletinių spindulių perteklius apsiriboja branduoliu, o antrosiose – pasklinda po visą galaktiką. Paprastosios Markariano galaktikos neretai esti spiralinės Seiferto galaktikos, o difuzinės Markariano galaktikos dažniausiai yra mažos netaisyklingosios galaktikos, kurių spektrai labai panašūs į H II sričių spektrus. Jos turi stebėtinai daug jaunų žvaigždžių. Tikėtina, kad tai jaunos galaktikos, susidariusios per paskutinius kelis šimtus milijonų metų. Kompaktiškosios galaktikos. Jas atrado JAV astronomas F. Cvikis. Tai galaktikos, turinčios padidintą šviesį ploto vienetui. Savo išvaizda jos mažai skiriasi nuo žvaigždžių.Galaktika NGC 5128, labiau žinoma Centauro A vardu. Tai vienas galingiausių iki šiol atrastų radijo bangų šaltinių. Apatinis brėžinys vaizduoja įvairaus intensyvumo radijo spinduliavimo zonas. Mažas kvadratėlis atitinka regimuosius galaktikos matmenis
Radiogalaktikos. Tai elipsinės galaktikos, intensyviai skleidžiančios radijo bangas. Spinduliavimo intensyvumas yra milijonus kartų didesnis negu paprastųjų galaktikų. Spinduliavimas nėra šiluminis, o beveik neabejotinai sinchrotroninės prigimties. Jis daugiausiai sklinda iš dviejų didelių simetriškų tos pačios galaktikos skilčių. Skiltys yra milžiniško dydžio, kartais jų ilgis siekia 5 megaparsekus. Energija, kurios reikia susidaryti šioms skiltims ir joms palaikyti, yra nuo 10 tūkstančių iki 10 milijonų kartų didesnė negu ta energija, kurią Saulės dydžio žvaigždė išlaisvina per visą savo egzistavimo laiką. Manoma, kad galaktikų skiltys yra tai, kas lieka iš medžiagos, išmestos branduoliuose vykstančių sprogimų metu, čiurkšlių.
Kvazarai. Tai stebėtinai daug energijos skleidžiantis objektas, koks kada nors buvo žinomas. Manoma, kad tai labai ryškios radiogalaktikos, kurių fotografinis vaizdas niekuo nesiskiria nuo mūsų Galaktikos žvaigždžių. Kvazarai buvo atrasti Maunt Palomaro observatorijoje (JAV) šio amžiaus septintojo dešimtmečio pradžioje. Nustatyta, kad jie tolsta milžinišku greičiu (Hablio dėsnis), didesniu negu tolimiausios iki šiol žinomos galaktikos ir neretai viršijančiu pusę šviesos greičio. Įvairūs reiškiniai verčia manyti, kad kvazarai yra palyginti maži objektai, kurių linijinis skersmuo neviršija 0,1 pc. Vis dėlto energija, kuri sklinda iš šių mažų sričių, gali būti 100 kartų didesnė už ištisos galaktikos spinduliuojamą energiją. Pastaruoju metu buvo atrasta daugybė kvazarų, kurie, atrodo, įeina į tolimų galaktikų spiečius. Kai kuriuose artimiausiuose kvazaruose buvo pastebėti juos gaubiantys ūkai. Abu šie atradimai leidžia spėti, kad kvazarai yra ne kas kita kaip aktyvūs galaktikų branduoliai, o pačios galaktikos yra per daug toli, kad galėtume jas tiesiogiai stebėti.
Galaktikų yra daug ir įvairių ir jos visos turi labai savotiškų ir skirtingų bruožų, jos skiriasi dydžiu, žvaigždžių skaičiumi, chemine ir fizikine sudėtimi ir daugeliu kitų dalykų. Bet mokslininkai dar turi neatsakytų klausimų apie galaktikas, tikėkimės jie suras atsakymus.