Een sterrenstelsel is een systeem van sterren en interstellaire materie dat het universum vormt. De term 'sterrenstelsel' is afgeleid van het Griekse woord Galaxias, betekent "melkachtig". De natuur heeft een breed scala aan sterrenstelsels verschaft, waaronder zwakke en dwergachtige objecten en heldere spiraalvormige sterrenstelsels. Ze bestaan in clusters die verder gegroepeerd zijn in enorme clusters. Sterrenstelsels zijn verschillend van vorm vanwege de systemen van hun vorming en hoe ze evolueren. Het geschatte aantal waarneembare sterrenstelsels varieert van 200 miljard tot 2 biljoen of meer met sterren die in aantal groter zijn dan alle zandkorrels op de planeet.
Typen en morfologie van sterrenstelsels
Sterrenstelsels zijn onderverdeeld in drie algemene klassen: elliptisch, spiraalvormig, en onregelmatig. Het systeem van classificatie van sterrenstelsels werd voor het eerst voorgesteld door Edwin Hubble in 1926. De indeling was afhankelijk van de zichtbaarheid van de afbeeldingen die op de fotografische plaat werden waargenomen. De classificatie van Hubble kan echter enkele van de belangrijke kenmerken missen, zoals de snelheid waarmee sterren worden gevormd en activiteiten binnen actieve sterrenstelsels.
Elliptical Galaxy
Elliptische sterrenstelsels werden geclassificeerd door Hubble op basis van hun ellipticiteit die varieert van E0 tot E7 en heeft een rotatiesymmetrie. Ze hebben een ellipsvormig profiel waardoor ze een ellipsvormig uiterlijk krijgen, ongeacht de hoek waaronder ze worden bekeken. Elliptische sterrenstelsels hebben weinig interstellaire materie en structuur, en hebben ook een laag aandeel open clusters. De snelheid waarmee nieuwe sterren worden gevormd, wordt sterk verminderd als gevolg van het lage gedeelte van de open cluster. De sterrenstelsels worden daarom gedomineerd door oude en meer geëvolueerde sterren. De sterren die de sterrenstelsels vormen bevatten lichte elementen, aangezien de vorming van sterren eindigt na de eerste burst. Veel van de elliptische sterrenstelsels worden gevormd als gevolg van de interactie van sterrenstelsels, wat leidt tot botsingen en fusies met de sterrenstelsels die in staat zijn tot enorme afmetingen te groeien in vergelijking met andere klassen van sterrenstelsels. De meeste van de enorme elliptische sterrenstelsels bevinden zich naast het centrum van de grote sterrenstelsels. Elliptische sterrenstelsels hebben rode kleuren met hun spectra, wat erop wijst dat hun licht wordt geëmitteerd door voornamelijk de oude sterren. De subklassen van de sterrenstelsels onderscheiden zich door hun vormen die niet noodzakelijk driedimensionaal gevormd zijn.
Spiraalvormige sterrenstelsels
Spiraalstelsels hebben een ronde vorm en lijken op spiraalvormige vuurraderen. De sterrenstelsels zijn verder onderverdeeld in normale spiralen en versperde spiraal. De armen van de normale spiralen zijn afkomstig van de kern, terwijl de geblokkeerde spiralen staafjes hebben die over de kern lopen terwijl de armen zich van de balk afwikkelen. De spiraalstelsels zijn samengesteld uit roterende reeksen sterren en interstellaire elementen en oudere sterren. De kern heeft een scherpe top en heeft een gladde textuur en kan klein van formaat zijn. De armen en de schijf van de sterrenstelsels zijn blauw van kleur, terwijl de centrale delen rood zijn zoals in het geval van de elliptische sterrenstelsels. De normale spiraalstelsels worden aangeduid met S gevolgd door letters a, b of c terwijl de vervormde spiralen SB worden genoemd.
De twee klassen worden verder onderverdeeld in drie klassen, afhankelijk van de grootte van hun kern. Sa-sterrenstelsels zijn normale spiraalstelsels met een strak gewikkelde spiraalarmen die zichtbaar zijn. De sterrenstelsels hebben een amorfe uitstulping in het midden. Voorbeelden van Sa-sterrenstelsels zijn NGC 1302 en NGC 4866. Sb-sterrenstelsels zijn het tussenliggende type spiraalvormige sterrenstelsels met een middelgrote kern. De armen van de sterrenstelsels zijn relatief wijd verspreid dan de Sa-variëteit. De Sb-sterrenstelsels bevatten sterren, sterrenwolken en interstellaire elementen. Sc sterrenstelsels hebben een kleine nucleaire en verschillende open spiraalarmen. De spiraalarmen steken uit en bevatten verschillende onregelmatig verdeelde sterrenwolken en interstellaire elementen. De geblokkeerde sterrenstelsels worden aangeduid als SB gevolgd door a, b of c. de kern van de SBa-sterrenstelsels is helder terwijl de gladde spiraalarmen aan het uiteinde van de balk uitsteken. De SBb-sterrenstelsels hebben ook gladde staven en relatief ononderbroken en soepele armen die aan het einde van de stang kunnen beginnen. Het SBc-stelsel heeft zowel de staaf als de armen in sterrenwol op te lossen.
Onregelmatige sterrenstelsels
De voorbeelden van de onregelmatige sterrenstelsels bestaan uit zeer onregelmatige verzamelingen heldere gebieden. De sterrenstelsels hebben geen uitstekende vorm of de verwachte centrale kern en zijn blauwer van kleur dan de armen en de schijf van een spiraalvormig stelsel. Een paar van de sterrenstelsels zijn rood van kleur. Voorbeelden van onregelmatige sterrenstelsels zijn Irr I en Irr II.
Andere soorten sterrenstelsels zijn wisselwerkende sterrenstelsels die een belangrijke rol spelen in de galactische evolutie. De samenwerkende sterrenstelsels kunnen worden gevormd als gevolg van een botsing tussen sterrenstelsels die niet fuseren. De sterren van de op elkaar inwerkende sterrenstelsels botsen niet tijdens het proces, maar andere elementen zoals gas en stof zullen een wisselwerking hebben. Starburst sterrenstelsels vormen sterren met een uitzonderlijke snelheid verbruiken hun gasreserves in een tijdspanne minder dan de levensduur van de Melkweg. Actieve sterrenstelsels bevatten een actieve galactische kern die wat energie afgeeft in plaats van de ster.
Eigenschappen van sterrenstelsels
Sterrenstelsels bevatten een magnetisch veld in zich. De magnetische velden zijn sterk genoeg om massa-instroming naar het centrum van de melkweg te sturen. De magnetische velden kunnen ook de spiraalarmen beïnvloeden die tot hun modificatie leiden en die de rotatie van gas in de buitenste regionen van sterrenstelsels kunnen beïnvloeden. De normale grote spiraalstelsels variëren in grootte met een gemiddelde diameter variërend van 300,000 lichtjaren. De gewichten van sterrenstelsels zijn ook niet duidelijk bekend, maar de totale massa van het materiaal binnen de straal van waaruit de ster kan worden gedetecteerd, is ongeveer 100,000 tot 1 miljoen maal de massa van de zon. Sterren en sterrenstelsels hebben overvloedige chemische elementen, waaronder oergassen, waterstof en helium.
Cluster en verdeling van sterrenstelsels
Sterrenstelsels meestal geclusterd in groepen of in een enorm complex. Sommige sterrenstelsels hebben metgezellen terwijl sommige vrij geïsoleerd zijn. Galaxy-clusters worden geclassificeerd in groepen, onregelmatige lijnen en bolvormig. Een groepscluster bestaat uit tot 50-sterrenstelsels van verschillende typen met een lengte van ongeveer vijf miljoen lichtjaren. Onregelmatige clusters zijn losjes samengestelde gemengde sterrenstelsels die samen ongeveer 1,000 sterrenstelsels of meer bedragen, terwijl bolvormige clusters vol zijn en bestaan uit uitsluitend elliptische sterrenstelsels. De bolvormige clusters zijn groot en kunnen tot 10,000 sterrenstelsels bevatten. Het cluster van sterrenstelsels vult de lucht, hoewel ze niet gemakkelijk te identificeren zijn langs een melkweg. Ze zitten dicht opeengepakt in de lucht en zijn zo gerangschikt dat ze een soort organisatie suggereren. De clusters kunnen interageren met andere structuren om een gigantische supercluster te vormen. Een supercluster kan worden gemaakt van tot 10-clusters en kan meer dan 200 miljoen lichtjaren omvatten.
