Galaktyki są ogromnymi skupiskami gwiazd, gazu międzygwiezdnego, pyłu, planet i ciemnej materii. Dzięki sile grawitacji utrzymują swój kształt, który może przyjmować najróżniejsze formy. Najczęściej wyróżnia się galaktyki nieregularne, eliptyczne, soczewkowate i spiralne. Do tych ostatnich zalicza się nasza Galaktyka, którą widzimy z Ziemi jako jasną smugę na nocnym niebie, nazywaną od starożytności Drogą Mleczną.

Każdy z widocznych tu obiektów jest galaktyką. Źródło: NASA/ESA/Caltech/HUFD.

Zgodnie z szacunkami istnieje ok. 200 miliardów galaktyk, a galaktykę w której znajduje się nasz Układ Słoneczny nazywamy Drogą Mleczną lub po prostu Galaktyką, pisaną z wielkiej litery. Samo słowo galaktyka pochodzi z języka greckiego i oznacza mleczną drogę. Już w czasach starożytnych przypuszczano, że Droga Mleczna może być zbudowana z wielu gwiazd, jednak bezpośrednie dowody na to uzyskał dopiero na początku XVII wieku Galileusz, kiedy skierował na nią swoją lunetę.

Panorama przedstawiająca dysk Drogi Mlecznej widziany z Ziemi. Źródło: ESO.

Sto pięćdziesiąt lat później pojawiły się pierwsze przypuszczenia, mówiące o tym, że Droga Mleczna może być ogromnym rotującym obiektem, złożonym z gwiazd krążących wokół wspólnego centrum na skutek sił grawitacyjnych. W późniejszych dekadach zaczęto głosić, że Układ Słoneczny jest położony blisko centrum tej struktury, przy czym dopiero w latach 30 ubiegłego wieku obliczono obowiązujący do dziś (z małymi zmianami) model naszej Galaktyki, utworzony na podstawie analizy położenia gromad gwiazd.

Przypuszczalny widok Drogi Mlecznej z góry. Układ Słoneczny znajduje się w jednym z dolnych ramion na obrazku. Źródło: NASA/ESA.

Przez długi czas uważano, że Droga Mleczna jest jedyną galaktyką we Wszechświecie. Niektóre znane dzisiaj galaktyki obserwowane były już w średniowieczu (Galaktyka Andromedy, Wielki Obłok Magellana), jednak ówcześni naukowcy nie zdawali sobie sprawy z natury tych obiektów. Dopiero w XVII wieku powstały pierwsze teorie, zakładające, że widziane na niebie mgławice są w dużej części osobnymi obiektami, nie wchodzącymi w skład Drogi Mlecznej. Rozwój instrumentów obserwacyjnych przyczynił się do kolejnych odkryć. W pierwszej połowie XX wieku, dzięki analizom właściwości mgławic spiralnych (jak je wtedy nazywano), zwłaszcza Mgławicy Andromedy, ustalono, że są to obiekty znacznie bardziej oddalone od Drogi Mlecznej niż wcześniej przypuszczano.

W 1936 r. Edwin Hubble opracował klasyfikację morfologiczną galaktyk dzieląc je na galaktyki spiralne, eliptyczne, soczewkowate i nieregularne, która stała się podstawą klasyfikowania galaktyk pod względem ich kształtu. Równolegle obowiązują inne typy klasyfikacji, które zamiast kształtu obiektów uwzględniają m.in. stopień aktywność galaktyk (a właściwie ich jąder) oraz procesy gwiazdotwórcze w nich zachodzące.

Galaktyki powstały setki milionów lat po Wielkim Wybuchu, jednak nie wiadomo co było przyczyną ich pojawienia się. Istnieją dwie kategorie teorii z tym związanych, zgodnie z którymi nastąpiło to wskutek zapadnięcia się wielkoskalowych obłoków gazu, bądź połączenia się wielu obiektów przypominających gromady gwiazd. Często dochodzi do zderzeń między poszczególnymi galaktykami, przy czym uważa się, że w przeszłości takie kolizje zdarzały się częściej dzięki mniejszym odległościom dzielącym galaktyki. Największe z obecnych obiektów, gigantyczne galaktyki eliptyczne, powstały najprawdopodobniej właśnie wskutek połączenia się kilku obiektów.

Galaktyka eliptyczna IC 1101 jako przykład jednej z największych galaktyk we Wszechświecie. Źródło: NASA/HST.

Rozmiary typowych galaktyk, nie licząc obiektów karłowatych, zawierają się najczęściej w przedziale od kilkudziesięciu do ok. 200 tysięcy lat świetlnych. Ich masa liczona jest w miliardach mas Słońca, przy czym duży jej procent stanowi ciemna materia, której nie możemy bezpośrednio dostrzec, jednak oddziaływania grawitacyjne świadczą o jej obecności. W centrum galaktyk zazwyczaj znajduje się supermasywna czarna dziura, która często zdradza swoje istnienie emitując promieniowanie wydzielane z opadającego na nią dysku akrecyjnego. Jednymi z najbardziej spektakularnych zjawisk towarzyszących czarnym dziurom są dżety materii, wystrzeliwane z ogromną prędkością na odległość wielu lat świetlnych.

Dżet wydobywający się ze środka galaktyki M87. Źródło: NASA/HST.

Zdecydowana większość galaktyk zgrupowana jest w większe struktury zwane grupami bądź gromadami galaktyk, w których poszczególne obiekty związane są ze sobą grawitacyjnie. Droga Mleczna wraz z ponad 50 innymi galaktykami wchodzi w skład Grupy Lokalnej o rozciągłości ok. 10 milionów lat świetlnych, przy czym dwoma największymi obiektami w niej, oprócz naszej Galaktyki są: Galaktyka Andromedy oraz Galaktyka Trójkąta (obie widzialne gołym okiem na nocnym niebie). Grupa Lokalna otoczona jest przez 5 innych gromad galaktyk, i razem z nimi oraz kilkuset innymi gromadami zawierającymi łącznie ok. 100 tysięcy galaktyk wchodzi w skład supergromady Laniakea.

Grzegorz Iwanicki