ในปี ค.ศ. 1845 โดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ลอร์ด รอสส์มีการค้นพบเนบิวลาเกลียวทั้งชั้น ธรรมชาติของพวกเขาก่อตั้งขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ยี่สิบเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าเนบิวลาเหล่านี้เป็นระบบดาวขนาดใหญ่ คล้ายกับกาแล็กซี่ของเรา แต่พวกมันอยู่ห่างจากเนบิวลาหลายล้านปีแสง
ดาราจักรเกลียว (ภาพที่แสดงในนี้บทความแสดงคุณลักษณะของโครงสร้าง) ในลักษณะที่ปรากฏ คล้ายกับแผ่นคู่ที่ซ้อนกันหรือเลนส์ biconvex มีทั้งจานดาวขนาดใหญ่และรัศมี ส่วนกลางซึ่งมีลักษณะคล้ายนูนเรียกว่าส่วนนูน และแถบสีเข้ม (ชั้นทึบแสงของตัวกลางระหว่างดวงดาว) ที่วิ่งไปตามดิสก์นั้นเรียกว่าฝุ่นระหว่างดวงดาว
ดาราจักรชนิดก้นหอยมักจะเขียนแทนด้วยตัวอักษร Sนอกจากนี้ การแบ่งตามระดับของโครงสร้างเป็นเรื่องปกติ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้เพิ่มตัวอักษร a, b หรือ c เข้ากับอักขระฐาน ดังนั้น Sa สอดคล้องกับกาแลคซีที่มีโครงสร้างก้นหอยที่ด้อยพัฒนา แต่มีนิวเคลียสขนาดใหญ่ ชั้นที่สาม - Sc - หมายถึงวัตถุตรงข้ามที่มีแกนกลางที่อ่อนแอและกิ่งก้านเกลียวอันทรงพลัง ระบบดาวบางดวงในภาคกลางอาจมีแถบซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าแถบ ในกรณีนี้ สัญลักษณ์ B จะถูกเพิ่มเข้าไปในการกำหนด Galaxy ของเราอยู่ในประเภทสื่อกลางโดยไม่มีจัมเปอร์
รูปร่างคล้ายแผ่นดิสก์แบนอธิบายโดยการหมุนกระจุกดาว มีสมมติฐานว่าในกระบวนการก่อตัวดาราจักร แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางป้องกันเมฆโปรโตกาแล็กซี่ที่เรียกว่าไม่บีบอัดในทิศทางตั้งฉากกับแกนหมุน คุณควรทราบด้วยว่าธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของก๊าซและดาวฤกษ์ภายในเนบิวลาไม่เหมือนกัน: กระจุกดาวกระจายหมุนเร็วกว่าดาวฤกษ์เก่า ตัวอย่างเช่น หากลักษณะความเร็วของการหมุนของแก๊สอยู่ที่ 150-500 กม. / วินาที ดาวรัศมีจะเคลื่อนที่ช้ากว่าเสมอ ส่วนนูนที่ประกอบด้วยวัตถุดังกล่าวจะมีความเร็วช้ากว่าแผ่นดิสก์สามเท่า
ระบบดาวนับพันล้านดวงเคลื่อนไหวในตัวของมันเองโคจรภายในดาราจักรสามารถคิดได้ว่าเป็นกลุ่มของอนุภาคที่ก่อตัวเป็นก๊าซดาวชนิดหนึ่ง และสิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือคุณสมบัติของมันใกล้เคียงกับก๊าซธรรมดามาก สามารถใช้กับแนวคิดต่างๆ เช่น "ความเข้มข้นของอนุภาค" "ความหนาแน่น" "ความดัน" "อุณหภูมิ" ความคล้ายคลึงของพารามิเตอร์สุดท้ายที่นี่คือพลังงานเฉลี่ยของการเคลื่อนที่แบบ "วุ่นวาย" ของดวงดาว ในจานหมุนที่เกิดจากก๊าซดาวฤกษ์ คลื่นชนิดเกลียวที่มีความหนาแน่นของแรงอัดแบบหายากใกล้กับคลื่นเสียงสามารถแพร่กระจายได้ พวกมันสามารถโคจรรอบดาราจักรด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่เป็นเวลาหลายร้อยล้านปี พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการก่อตัวของกิ่งก้านเกลียว ในขณะที่ก๊าซถูกบีบอัด กระบวนการของการก่อตัวของเมฆเย็นเริ่มต้นขึ้น ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวดาวฤกษ์ที่แอคทีฟ
ในรัศมีและในระบบวงรี ก๊าซคือไดนามิกนั่นคือร้อน ดังนั้นการเคลื่อนที่ของดาวในดาราจักรประเภทนี้จึงไม่เป็นระเบียบ เป็นผลให้ความแตกต่างเฉลี่ยระหว่างความเร็วของพวกมันสำหรับวัตถุที่อยู่ใกล้เชิงพื้นที่คือหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาที (การกระจายความเร็ว) สำหรับก๊าซที่เป็นตัวเอก การกระจายตัวของความเร็วมักจะอยู่ที่ 10-50 กม. / วินาที ดังนั้น "องศา" ของพวกมันจึงเย็นลงอย่างเห็นได้ชัด เป็นที่เชื่อกันว่าสาเหตุของความแตกต่างนี้อยู่ในช่วงเวลาที่ห่างไกลเหล่านั้น (เมื่อกว่าหมื่นล้านปีที่แล้ว) เมื่อดาราจักรในจักรวาลเพิ่งเริ่มก่อตัว ส่วนประกอบทรงกลมเป็นส่วนประกอบแรกที่สร้างขึ้น
คลื่นเกลียวเป็นคลื่นความหนาแน่นที่ทำงานบนแผ่นดิสก์ที่หมุนได้ เป็นผลให้ดาวทั้งหมดในกาแลคซีประเภทนี้ถูกบังคับให้ออกจากกิ่งก้านของมันแล้วออกมาจากที่นั่น ที่เดียวที่ความเร็วของแขนกังหันและดวงดาวตรงกันคือวงกลมที่เรียกว่าโคโรเทชั่น อนึ่ง ที่แห่งนี้คือที่ที่ดวงอาทิตย์อยู่พอดี สำหรับโลกของเรา สถานการณ์นี้เป็นที่น่าพอใจอย่างยิ่ง: โลกอยู่ในสถานที่ที่ค่อนข้างเงียบสงบในดาราจักร ด้วยเหตุนี้ เป็นเวลาหลายพันล้านปีแล้วที่โลกไม่ได้รับผลกระทบจากภัยพิบัติขนาดเท่ากาแล็กซี่
ต่างจากการก่อตัวเป็นวงรี แต่ละอันกาแล็กซีก้นหอย (ตัวอย่างสามารถเห็นได้ในภาพถ่ายที่นำเสนอในบทความ) มีรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง หากประเภทแรกเกี่ยวข้องกับความสงบ ความนิ่ง ความมั่นคง ประเภทที่สองคือไดนามิก กระแสน้ำวน การหมุน บางทีนี่อาจเป็นสาเหตุที่นักดาราศาสตร์กล่าวว่าจักรวาล (จักรวาล) นั้น "คลั่งไคล้" โครงสร้างของดาราจักรชนิดก้นหอยประกอบด้วยแกนกลางซึ่งมีแขน (แขนง) ที่สวยงามโผล่ออกมา พวกเขาค่อยๆ สูญเสียโครงร่างนอกกระจุกดาว ลักษณะดังกล่าวไม่สามารถเชื่อมโยงกับการเคลื่อนไหวที่มีพลังและใจร้อนได้ ดาราจักรเกลียวมีลักษณะรูปร่างและลวดลายที่หลากหลายของกิ่งก้าน
แม้จะมีความหลากหลายเช่นนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถจำแนกดาราจักรชนิดก้นหอยที่รู้จักทั้งหมด เราตัดสินใจใช้ระดับการพัฒนาของแขนและขนาดของแกนกลางเป็นพารามิเตอร์หลัก และระดับการบีบอัดก็ค่อยๆ จางลงในพื้นหลังโดยไม่จำเป็น
เอ็ดวิน พี.ฮับเบิลได้มอบหมายกาแลคซีกังหันที่มีกิ่งก้านสาขาที่ด้อยพัฒนาให้กับคลาส Sa กระจุกดังกล่าวมักจะมีนิวเคลียสขนาดใหญ่ บ่อยครั้ง จุดศูนย์กลางของดาราจักรในชั้นนี้จะมีขนาดเพียงครึ่งหนึ่งของกระจุกดาราจักรทั้งหมด วัตถุเหล่านี้มีลักษณะที่แสดงออกน้อยที่สุด สามารถนำไปเปรียบเทียบกับกระจุกดาววงรีได้ ส่วนใหญ่แล้ว ดาราจักรก้นหอยในจักรวาลจะมีสองแขน พวกมันตั้งอยู่บนขอบด้านตรงข้ามของนิวเคลียส กิ่งก้านจะไม่บิดเบี้ยวในลักษณะที่สมมาตรและคล้ายคลึงกัน เมื่อคุณเคลื่อนออกจากจุดศูนย์กลาง ความสว่างของกิ่งก้านจะลดลง และในระยะห่างที่แน่นอนจะไม่ปรากฏให้เห็นเลย จะหายไปในบริเวณรอบข้างของกระจุกดาว อย่างไรก็ตาม มีวัตถุที่มีมากกว่าสองแขน จริงโครงสร้างของกาแลคซีนั้นค่อนข้างหายาก การค้นหาเนบิวลาอสมมาตรนั้นพบได้น้อยกว่านั้น เมื่อกิ่งหนึ่งมีการพัฒนามากกว่าอีกกิ่งหนึ่ง
ซับคลาส Sb ตามประเภทของ Edwin P.ฮับเบิลมีอาวุธที่พัฒนาขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แต่ก็ไม่ได้แตกแขนงออกไปมากนัก นิวเคลียสมีขนาดเล็กกว่าในสปีชีส์แรกอย่างเห็นได้ชัด คลาสย่อยที่สาม (Sc) ของกระจุกดาวก้นหอยประกอบด้วยวัตถุที่มีกิ่งก้านที่พัฒนาอย่างสูง แต่จุดศูนย์กลางของพวกมันค่อนข้างเล็ก
นักวิทยาศาสตร์พบว่าโครงสร้างของเกลียวคือผลของการเคลื่อนที่ไม่เสถียรของดาวฤกษ์ที่เกิดจากการกดทับอย่างแรง นอกจากนี้ควรสังเกตว่าตามกฎแล้วยักษ์ร้อนจะกระจุกตัวอยู่ในอ้อมแขนและมวลสารหลักของการแพร่กระจาย - ฝุ่นในอวกาศและก๊าซระหว่างดวงดาว - สะสมอยู่ที่นั่น ปรากฏการณ์นี้สามารถมองเห็นได้จากอีกด้านหนึ่ง ไม่ต้องสงสัยเลยว่ากระจุกดาวที่มีการบีบอัดสูงในกระบวนการวิวัฒนาการจะไม่สูญเสียระดับการบดอัดอีกต่อไป ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงที่ตรงกันข้ามก็เป็นไปไม่ได้เช่นกัน ด้วยเหตุนี้ เราจึงสรุปได้ว่าดาราจักรวงรีไม่สามารถกลายเป็นก้นหอยได้ และในทางกลับกัน เพราะนี่คือวิธีการทำงานของจักรวาล (จักรวาล) กล่าวอีกนัยหนึ่ง กระจุกดาวทั้งสองประเภทนี้ไม่ใช่สองขั้นตอนที่แตกต่างกันของการพัฒนาวิวัฒนาการเพียงครั้งเดียว แต่เป็นระบบที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง แต่ละประเภทเหล่านี้เป็นตัวอย่างของเส้นทางวิวัฒนาการที่ตรงกันข้ามเนื่องจากอัตราส่วนการอัดที่ต่างกัน และลักษณะนี้จะขึ้นอยู่กับความแตกต่างในการหมุนของดาราจักร ตัวอย่างเช่น หากระบบดาวได้รับการหมุนรอบเพียงพอระหว่างการก่อตัวของมัน มันก็สามารถสันนิษฐานได้ว่ามีรูปร่างที่ถูกบีบอัด และแขนจะพัฒนาเป็นแขนกังหัน หากระดับการหมุนไม่เพียงพอ กาแลคซีจะถูกบีบอัดน้อยลงและกิ่งก้านของมันจะไม่ก่อตัว - มันจะเป็นรูปทรงวงรีแบบคลาสสิก
ระหว่างดาวฤกษ์วงรีและเกลียวดาวระบบมีความแตกต่างอื่นๆ ดังนั้นกาแลคซีประเภทแรกที่มีการบีบอัดในระดับต่ำจึงมีลักษณะเฉพาะด้วยสสารกระจายจำนวนเล็กน้อย (หรือขาดหายไปทั้งหมด) ในเวลาเดียวกัน กระจุกเกลียวที่มีแรงกดสูงมีทั้งอนุภาคก๊าซและฝุ่น นักวิทยาศาสตร์อธิบายความแตกต่างนี้ดังนี้ อนุภาคฝุ่นและก๊าซจะชนกันเป็นระยะระหว่างการเคลื่อนที่ กระบวนการนี้ไม่ยืดหยุ่น หลังจากการชนกัน อนุภาคจะสูญเสียพลังงานส่วนหนึ่งไป และเป็นผลให้พวกมันค่อยๆ ไปตกตะกอนในตำแหน่งของระบบดาวที่มีพลังงานศักย์น้อยที่สุด
หากกระบวนการที่อธิบายไว้ข้างต้นเกิดขึ้นในขั้นรุนแรงระบบดาวที่ถูกบีบอัด จากนั้นสสารกระจายควรตกลงบนระนาบหลักของดาราจักร เพราะที่นี่คือระดับของพลังงานศักย์ที่เล็กที่สุด อนุภาคก๊าซและฝุ่นก็ถูกรวบรวมไว้ที่นี่เช่นกัน นอกจากนี้ สสารกระจายเริ่มเคลื่อนที่ในระนาบหลักของกระจุกดาว อนุภาคเคลื่อนที่เกือบขนานกันเป็นวงโคจรเป็นวงกลม เป็นผลให้เกิดการชนกันค่อนข้างหายากที่นี่ หากเกิดขึ้น แสดงว่าการสูญเสียพลังงานไม่มีนัยสำคัญ จากนี้ไปสสารจะไม่เคลื่อนที่ไปไกลถึงใจกลางดาราจักรซึ่งพลังงานศักย์มีระดับต่ำกว่าด้วยซ้ำ
ทีนี้ลองพิจารณาว่าวงรีเป็นอย่างไรกาแล็กซี่ ระบบดาวประเภทนี้โดดเด่นด้วยการพัฒนากระบวนการนี้แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ที่นี่ระนาบหลักไม่ได้เป็นบริเวณที่เด่นชัดซึ่งมีพลังงานศักย์ต่ำ การลดลงอย่างมากของพารามิเตอร์นี้เกิดขึ้นเฉพาะในทิศทางศูนย์กลางของกระจุกดาวเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าฝุ่นและก๊าซระหว่างดวงดาวจะถูกดึงดูดไปยังใจกลางดาราจักร เป็นผลให้ความหนาแน่นของสสารกระจายที่นี่จะสูงมาก มากกว่าในระนาบกระเจิงในระบบเกลียว อนุภาคของฝุ่นและก๊าซที่สะสมอยู่ที่จุดศูนย์กลางของการสะสมจะเริ่มหดตัวภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วง ทำให้เกิดโซนขนาดเล็กของสสารหนาแน่น นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าดาวดวงใหม่จะเริ่มก่อตัวจากสสารนี้ในอนาคต สิ่งที่สำคัญที่นี่คือสิ่งอื่น - เมฆก๊าซและฝุ่นขนาดเล็ก ซึ่งตั้งอยู่ในแกนกลางของดาราจักรที่มีการบีบอัดอย่างอ่อน ไม่อนุญาตให้ตรวจจับตัวเองระหว่างการสังเกตการณ์
เราได้พิจารณาดาวฤกษ์สองประเภทหลักคลัสเตอร์ - ด้วยการบีบอัดที่อ่อนแอและแข็งแกร่ง อย่างไรก็ตาม ยังมีระยะกลางเมื่อการบีบอัดของระบบอยู่ระหว่างพารามิเตอร์เหล่านี้ ในดาราจักรดังกล่าว ลักษณะเฉพาะนี้ไม่แข็งแรงเพียงพอสำหรับสสารกระจายสะสมตามระนาบหลักทั้งหมดของกระจุกดาว และในขณะเดียวกัน อนุภาคก๊าซและฝุ่นก็ยังไม่อ่อนพอที่อนุภาคของก๊าซและฝุ่นจะรวมตัวกันในบริเวณแกนกลาง ในดาราจักรดังกล่าว สสารกระจายรวมตัวกันเป็นระนาบขนาดเล็กที่รวมตัวกันรอบแกนกลางของกระจุกดาว
ดาราจักรชนิดก้นหอยอีกประเภทหนึ่งเป็นที่รู้จัก -เป็นกระจุกดาวแบบมีคาน ลักษณะเฉพาะของมันมีดังนี้ หากในระบบเกลียวทั่วไป แขนจะออกจากแกนรูปดิสก์โดยตรง ดังนั้นในประเภทนี้ ศูนย์กลางจะอยู่ที่ตรงกลางของสะพานตรง และกิ่งก้านของกระจุกดังกล่าวเริ่มต้นจากส่วนปลายของส่วนที่กำหนด พวกมันถูกเรียกว่ากาแล็กซีก้นหอยไขว้ อย่างไรก็ตาม ลักษณะทางกายภาพของสะพานนี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด
นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถหาอีกมุมมองของกระจุกดาว พวกมันมีแกนกลางเหมือนดาราจักรชนิดก้นหอย แต่ไม่มีแขน การมีอยู่ของแกนกลางบ่งบอกถึงการบีบอัดที่แข็งแกร่ง แต่พารามิเตอร์อื่น ๆ ทั้งหมดคล้ายกับระบบทรงรี กลุ่มดังกล่าวเรียกว่า lenticular นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าเนบิวลาเหล่านี้เกิดจากการที่ดาราจักรชนิดก้นหอยสูญเสียสสารกระจาย
