20:15
Сколько Всего Галактик? Астрономы открывают необъятность Вселенной

Вселенная утопает в островках материи — около 100 миллиардов галактик составляют основные строительные блоки космоса.

Вечером 4 октября 1923 года неподалеку от Лос - Анджелеса молодой астроном сел в свою машину и отправился в моторизованный поход к горе Вильсон. Там он прибыл в обсерваторию, где размещался 100-дюймовый телескоп Хукера, в то время самый большой телескоп в мире. 
Эдвин Хаббл был астрономом четвертого курса в Маунт-Уилсон; ему нравилось пользоваться телескопом Хукера, потому что он интересовался, среди прочего, изучением спиральных туманностей.” Эти таинственные газовые облака были рассеяны по небу, и никто не понимал их природы. В начале 1920-х годов Хаббл поставил себе задачу разобраться в них. 

Он направил большой телескоп на свой любимый объект: Туманность Андромеды, М31. Это спиралевидное облако слабо видно невооруженным глазом под ясным безлунным небом. Затем он запечатлел его изображение на фотопластинке. Хаббл был взволнован результатом. На нем он обнаружил предполагаемую новую, взрывающуюся звезду. На следующую ночь он снова сфотографировал М31, надеясь поймать новую звезду и зафиксировать ее при лучшей атмосферной стабильности. Вторая пластина действительно зафиксировала новую звезду, но он мало что знал, он также захватил пластину, которая станет легендарной в истории науки.

Астроном Эдвин Хаббл сделал снимок “Туманности Андромеды” с помощью телескопа Хукера в обсерватории Маунт-Уилсон близ Лос-Анджелеса 5 октября 1923 года. Сначала он был взволнован, полагая, что записал новую, взрывающуюся звезду. Он отметил звезду, которая лежит между двумя делениями, которые он нарисовал в правом верхнем углу на пластине, буквой N. Звезда оказалась переменной цефеиды, и Хаббл использовал ее, чтобы доказать, что расстояние до галактики Андромеды было намного больше, чем думали астрономы. (Кредит: любезно предоставлено обсерваториями Карнеги/Синди Хант)
Закончив свои наблюдения, он вернулся в кабинет, чтобы проанализировать улов. Внезапно Хаббл сделал поразительное открытие: новая звезда была вовсе не новой, а особым типом звезды, которая меняла свою яркость, переменная цефеиды. Проверив предыдущие записи, он смог это подтвердить и понял, что слабость звезды имела невероятные последствия. 
Звезда и туманность, которая ее окружала, должны были находиться на расстоянии миллиона световых лет-в три раза больше, чем кто — либо в то время считал размером всей вселенной. Сегодня, благодаря улучшенным измерениям, астрономы знают, что объект находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет. 
Отчасти благодаря более ранним работам Весто М. Слайфера и его собственного коллеги Милтона Хьюмасона Хаббл сразу же обнаружил, что Вселенная намного больше, чем кто-либо предполагал, и что спиральные туманности, подобные Андромеде, на самом деле являются далекими галактиками. Это были целые системы звезд и газов, отделенные от нашего Млечного пути долгим переходом. 
В аризонской Обсерватории Лоуэлла еще в 1912 году Слайфер записал видимые скорости спиральных туманностей, и теперь, когда Хаббл сделал свою работу, стало ясно, что Вселенная расширяется — галактики разлетаются друг от друга с течением времени. Вселенная была не только намного больше, чем кто-либо раньше полагал, но и росла с течением времени.

NGC 4565 в коме Береники-самая яркая и самая заметная галактика в нашем небе, которая идеально ориентирована краем к нашей линии зрения. Мы видим его диск в виде тонкой серебристой иглы. Примерно в 57 миллионах световых лет от нас он находится в скоплении Девы и имеет заметную центральную выпуклость, предполагающую, что это может быть решетчатая спираль. (Кредит: Адам Блок)
К 1929 году астрономы собрали воедино космическую картину прошлого. Если вы проследите историю многих галактик назад во времени, это означает, что космос начался с маленькой, бесконечно плотной точки в его начале. Это исследование было продолжением работы, первоначально проделанной бельгийским астрономом Жоржем Леметром. Астрономы понимали эту космическую точку происхождения, позже названную Большим Взрывом, как начало Вселенной, и, по их расчетам, это должно было произойти миллиарды лет назад. Большой Взрыв положил начало расширению, которое с течением времени оттеснило все галактики друг от друга. Казалось, вся Вселенная разлетается на части. 
В 1930-х годах Хаббл начал изучать и классифицировать галактики по их различным так называемым морфологическим типам, массив структур, которые астрономы видели на фотографиях. В конце концов он собрал типы галактик, которые он наблюдал, в диаграмму в форме камертона. Она содержала спиральные галактики, зарешеченные спиральные галактики — спирали, содержащие линейную “полосу” материала, проходящую через их центры — линзовидные (линзовидные) галактики и эллиптические галактики. Он также определил нерегулярные галактики, облака звезд и газа, которые не имели организованной формы. Позже астрономы определили бы особые галактики, системы, которые, казалось бы, были разрушены взрывными или разрушительными событиями. Они также идентифицировали класс галактик, называемых карликовыми сфероидалами, которые, по-видимому, были многочисленны в локальной вселенной. 
К 1950-м годам французский астроном Жерар де Вокулер из Техасского университета расширил классификационную схему Хаббла до более сложной системы, учитывающей многие наблюдаемые свойства галактик. Де Вокулер создал псевдотрехмерный график, показывающий взаимоотношения галактик, прозванный “космическим лимоном” из-за его формы. Де Вокулер включал в себя подробные сведения о полосах в галактиках, описания колец материи, видимых в них, и оценку того, насколько свободно или плотно спиральные рукава галактики были намотаны. Он также включил оценочные данные о природе нерегулярных и своеобразных галактик. 
Последнее поколение внегалактической астрономии перешло к гораздо более сложному анализу, чем каталогизация. Используя космический телескоп Хаббла, астрономы подсчитали, что в космосе должно существовать около 100 миллиардов галактик. И это число может быть намного больше. Вероятно, в ранней Вселенной существовало около 2 триллионов галактик, но кажется очевидным, что галактики рядом друг с другом притягиваются гравитацией и объединяются в течение космического времени. Таким образом, несмотря на всеобщее расширение, обычные галактики, такие как Млечный путь, вероятно, состоят из десятков или более протогалактик, которые слились в более крупные системы. Вы можете увидеть эти примитивные сгустки материи, голубоватые протогалактики, в ранней Вселенной на снимках сверхглубокого поля Хаббла. 
наша галактика

Персей а, также называемый NGC 1275, представляет собой эруптивную галактику в ядре скопления Персея, которое состоит из примерно 1000 галактик на расстоянии около 240 миллионов световых лет. Доминирующий член скопления Персея, Персей А-это галактика Сейферта с активным ядром, питаемая черной дырой массой 340 миллионов солнечных масс в ее ядре. (Кредит: архив наследия Хаббла, ЕКА и НАСА)
Поскольку за последние несколько десятилетий астрономы изучили большее количество галактик, они обнаружили много вещей, но одну из них невозможно игнорировать-это то, что Вселенная невероятно велика. Если вы посмотрите на галактику в окуляр вашего телескопа сегодня вечером, фотоны, поражающие ваш глаз, путешествовали с самой высокой скоростью — 186 000 миль в секунду (300 000 километров в секунду). Тем не менее, на такой скорости им потребовалось 2,5 миллиона лет, чтобы добраться до нас из галактики Андромеды. И этот объект находится почти на нашем космическом пороге. Конечно, знание нашей собственной галактики, в примитивном смысле, восходит к древности. Название Млечный путь происходит от латинского via lactea, которое происходит от первоначальной идеи, греческого термина, galaxías kýklos, “Млечный круг".” Полоса Млечного Пути, видимая на нашем небе особенно ярко в летние и зимние вечера, - это неразрешенный свет миллиардов звезд, лежащих вдоль плоскости нашей галактики. 
Но только в последние несколько десятилетий мы пришли к пониманию того, что Млечный Путь является одной из 100 миллиардов галактик во Вселенной, и что его диск простирается примерно на 100 000 световых лет в поперечнике. Он содержит около 400 миллиардов звезд, хотя мы точно не знаем, сколько именно, потому что карликовые звезды слабы и их трудно увидеть на больших расстояниях. На протяжении десятилетий астрономы считали, что Млечный путь-это простая спиральная галактика. Но исследования, проведенные в этом столетии, показали, что Млечный Путь представляет собой замкнутую спираль и что наше Солнце и Солнечная система находятся примерно в 26 000 световых лет от центра, в одном из рукавов галактики. 
Млечный Путь состоит из яркого диска, медленно вращающегося диска из звезд и газа, который содержит большинство звезд, которые мы видим. Наше Солнце обращается вокруг центра галактики один раз в 220 миллионов лет, что означает, что мы вращались вокруг галактического центра около 20 раз с момента образования Солнечной системы. Далеко, в центре галактики, находится сверхмассивная черная дыра, содержащая примерно в 4,3 миллиона раз больше массы Солнца. В последнее время астрономы обнаружили, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик являются нормой. Они есть почти во всех галактиках, за исключением карликов. 
Диск галактики заключен в гало из небольшого числа звезд, наряду с огромными сферами древних звезд, называемых шаровыми звездными скоплениями, и большой оболочкой темной материи. Астрономы еще не знают, из чего состоит темная материя, но они знают, что она существует из-за гравитационного влияния, которое она оказывает на видимую материю, которую они могут наблюдать. 
локальная группа

Причудливо искаженная эллиптическая галактика NGC 474 в Рыбах находится на расстоянии 100 миллионов световых лет. Соседняя спиральная галактика NGC 470 лежит прямо над ней. Многочисленные оболочки и приливные хвосты окружают NGC 474, вызванные взаимодействиями с ее соседями и волнами плотности, распространяющимися через среду. Этот гигантский объект простирается на 250 000 световых лет в поперечнике — в два с половиной раза больше диаметра Млечного пути. (Кредит: P-A. DUC (CEA, CFHT), сотрудничество ATLAS 3D)
Млечный путь не одинок в космосе. Он принадлежит к группе из по меньшей мере 54 объектов, называемых локальной группой галактик, имя, которое Хаббл дал этому локальному облаку объектов, когда он нанес на карту близлежащий космос. Основными членами локальной группы являются Млечный путь, галактика Андромеды и Галактика вертушки (M33). Но каждая из этих трех больших спиралей также имеет облако сопутствующих галактик. Спутники Млечного Пути включают большие и малые Магеллановы облака, видимые невооруженным глазом в Южном полушарии, и множество карликовых галактик. Диаметр местной группы составляет около 10 миллионов световых лет, что примерно в 100 раз больше диаметра Млечного пути. 
И двигаясь вглубь Вселенной, мы встречаем все больше примеров этих 100 миллиардов галактик. Эти величественные острова звезд и газа существуют группами, подобно нашей локальной группе, но также и в более крупных скоплениях, называемых скоплениями, и очень больших скоплениях, называемых сверхскоплениями. Несмотря на общее расширение Вселенной, означающее, что большинство галактик удаляются друг от друга по мере роста космоса, гравитация удерживает меньшее число галактик связанными друг с другом в их путешествиях. Наша локальная группа, например, входит в так называемое скопление галактик Девы, названное так потому, что его богато населенный центр находится в созвездии Девы на нашем небе. 
Скопление Девы содержит по меньшей мере 1500 галактик и находится примерно в 54 миллионах световых лет от земли. Вы можете увидеть некоторые из самых ярких галактик вблизи ядра скопления Девы в любительские телескопы, в массиве, называемом цепью Маркаряна. Эта линия галактик содержит сверхмассивные эллиптические галактики, такие как M84 и M86, а также множество спиральных галактик. Для астрономов заднего двора эта игровая площадка галактик-одна из действительно очаровательных областей неба, и она лучше всего видна весенними вечерами в ясные, безлунные условия. 
Большинство галактик скопления Девы содержат в своих центрах сверхмассивные черные дыры. М87-хороший тому пример. В то время как центральная черная дыра Млечного Пути весит 4,3 миллиона солнечных масс, колоссальная черная дыра внутри M87 содержит, по оценкам, от 5 до 7 миллиардов Солнц, что примерно в 1000 раз массивнее нашего. M87 — одна из самых больших галактик в нашей части Вселенной-это так называемая cD — галактика, сокращенно от Central dominant-и она “съела” многие из меньших галактик, которые когда-то окружали ее. Вот что делают массивные галактики — они поглощают своих соседей-партнеров. 
Сверхскопления

Одна из самых больших пограничных галактик в небе, и большинство людей говорят, что она похожа на летающую тарелку, - это Галактика Сомбреро (M104) в Деве. Он состоит из огромного вращающегося диска с выступающей полосой пыли по краям, поглощенной сияющим ореолом газа и звезд. Он находится на расстоянии 43 миллионов световых лет и примерно вдвое меньше млечного пути, а его диаметр составляет 49 000 световых лет. (Кредит: НАСА и команда наследия Хаббла (AURA/STScI))
Скопление, содержащее 1500 галактик, - это одно, но существуют и гораздо более крупные скопления галактик. Само скопление Девы является членом так называемого сверхскопления Девы, которое содержит тысячи галактик в масштабе на порядок больше. Сверхскопление Девы содержит наш Млечный путь, локальную группу, Скопление Девы и в общей сложности около 100 групп и скоплений галактик. Эта удивительно большая структура простирается примерно на 110 миллионов световых лет в поперечнике и является одним из примерно 10 миллионов сверхскоплений, составляющих весь космос. 
Несмотря на огромное количество галактик, существующих в сверхскоплении Девы, астрономы теперь знают, что большая часть пространства в этом объеме по существу пуста. Диаметр этих огромных пустот колеблется от десятков до сотен миллионов световых лет. Нитевидные цепочки галактик вьются вокруг темных, пустых пространств. На больших масштабах галактики в скоплениях и сверхскоплениях похожи на мыльные пузыри, с галактиками, покрывающими поверхности и пустоты, лежащие между ними.

Вихревая галактика в Canes Venatici, другой галактике вблизи Большой Медведицы, также известна как M51 и является главной целью телескопа. Взаимодействующая пара галактик, водоворот проходит мимо маленького нарушителя, NGC 5195, который вытягивает материал из одного из спиральных рукавов большой галактики. Эта пара находится на расстоянии 23 миллионов световых лет, а диск М51 простирается на 60 000 световых лет. (Кредит: Тони Халлас)
К концу 1980 - х годов астрономы определили Великую стену-слой галактик диаметром 500 миллионов световых лет. Совсем недавно Sloan Digital Sky Survey обнаружила Слоанскую Великую стену, скопление галактик, по меньшей мере вдвое превышающее Великую стену, которое охватывает длинное измерение около 1,4 миллиарда световых лет. 
По мере того как астрономы открывали все более и более отдаленные галактики, они обнаружили, что какая-то большая масса, казалось, тянула локальную вселенную, тянула нас в направлении Южных созвездий треугольника Australe и нормы. Эта аномалия, находящаяся примерно в 200 миллионах световых лет от земли и называемая Великим Аттрактором, озадачила астрономов. В конце концов они обнаружили, что в этом направлении нас тянет еще большая масса. Эта гигантская структура, называемая сверхскоплением Шепли, находится на расстоянии 650 миллионов световых лет и содержит самую большую концентрацию галактик в нашей локальной части космоса. 
большая картина

Эллиптические галактики, такие как M49 в Деве, представляют собой огромные сферы звезд, которые плавают в эллипсоидальном облаке. Хотя их диаметры часто похожи на большие спиральные галактики, они могут удерживать значительно большую массу, потому что они имеют форму футбольного мяча, а не диска. Эта галактика находится на расстоянии около 56 миллионов световых лет и является одной из самых массивных галактик в скоплении Девы. (Кредит: NASA/ESA/STScI)
Произошли и другие удивительные открытия. В 2014 году астрономы определили новое сверхскопление, основанное на относительных движениях галактик, проанализированных более сложным способом, чем когда-либо прежде. Астрономы Гавайского университета пришли к выводу, что сверхскопление Ланиакеа существует, и назвали его в честь Гавайского слова, означающего “необъятное небо".” 
Ланиакея, которую также иногда называют локальным сверхскоплением, содержит около 100 000 галактик, включая местную группу и Млечный путь. Это массивное скопление и все его члены путешествуют вместе в пространстве, но не все галактики внутри него гравитационно связаны. Со временем некоторые из них отделятся от остальной части скопления. 
Сверхскопление Ланиакеи состоит из четырех основных компонентов: сверхскопления Девы, сверхскопления Гидры-Центавра, сверхскопления Паво-Инда и Южного сверхскопления.
Вообще, Ланиакеа содержит около 500 галактических скоплений и групп. А вокруг Ланьякеи в локальной Вселенной находятся другие сверхскопления галактик — Сверхскопление Шепли, сверхскопление Геркулеса, сверхскопление комы и сверхскопление Персея-рыбы. Каждая из этих структур содержит сотни скоплений галактик и связана тканеподобной сетью космической структуры. 
Начиная с 1980-х годов, астрономы обнаружили свидетельства существования структур даже больших, чем сверхскопления. Во-первых, объекты теперь называются большие группы квазаров (LQG) ставит в тупик астрономов. 

В 1982 году шотландский астроном Адриан Уэбстер обнаружил так называемую большую группу квазаров Уэбстера-совокупность из пяти квазаров, или активно питающихся черных дыр, протяженностью более 330 миллионов световых лет. Сейчас известно около двух десятков LQG. Структура, известная как огромный LQG, содержит 73 квазара диаметром около 4 миллиардов световых лет. Эта массивная структура, отвергнутая некоторыми астрономами, может претендовать на звание самой большой коллекции родственной материи в космосе. 
Воистину, Вселенная так велика, что ее трудно постичь. С одной стороны, громадность Вселенной заставляет нас чувствовать себя маленькими. Наша короткая жизнь проходит так быстро, и мы замираем, по большей части не замечая невероятно большого космоса вокруг нас. Но тот факт, что мы чувствуем, что мы можем размышлять о звездах и галактиках далеко от нас, делает жизнь во Вселенной поистине удивительной вещью. И мы только начинаем знакомиться с огромным миром галактик.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Британские секреты НЛО в документах


Исследователи секвеируют геном вымершей саблезубой кошки


Проксима с: возможная вторая планета, найденная вокруг ближайшего соседа Солнца

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 133 | Добавил: admin | Теги: центр галактики, течение времени, звезда, астроном, скопление галактик, сверхскопление, Солнечная система, Галактика, млечный путь, взрывающаяся звезда, вселенная, темная материя | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar