Содержание

КАКИЕ БЫВАЮТ ГАЛАКТИКИ | Наука и жизнь

Этот «звездный водоворот» — спиральная галактика М51 в созвездии Гончих Псов.

Схема классификации галактик, по Хабблу (1925 год).

Галактика NGC 4314 (созвездие Водолея).

Неправильные галактики: слева — Большое Магелланово Облако, справа — Малое Магелланово Облако.

Огромная эллиптическая галактика в созвездии Девы — радиоисточник Дева А. Это почти шаровая галактика. По всей вероятности, очень активная — виден выброс яркой струи вещества.

Галактика NGC 4650 А (созвездие Кентавра). Расстояние до нее 165 миллионов световых лет.

Газовая туманность (М27), которая находится в нашей Галактике, но очень далеко от нас — на расстоянии 1200 световых лет.

Перед вами не галактика, а туманность Тарантул 30 Золотой Рыбы — известная достопримечательность Большого Магелланова Облака.

Открыть в полном размере

«Давным-давно, в далекой-далекой галактике…» — этими словами обычно начинаются фильмы известного сериала «Звездные войны».

А представляете ли вы, как велико количество таких «далеких-далеких» галактик? Например, галактик, которые мы видим как точку ярче 12m, известно около 250. Галактик, блеск которых еще слабее — до 15m, — около 50000. Число тех, которые могут быть сфотографированы лишь очень мощным, например 6-метровым, телескопом на пределе его возможностей, — многие миллиарды. С помощью космического телескопа их можно увидеть еще больше. Все вместе эти звездные острова и есть Вселенная — мир галактик.

Люди, живущие на Земле, поняли это далеко не сразу. Сначала им предстояло открыть собственную планету — Землю. Потом — Солнечную систему. Затем - собственный звездный остров — нашу Галактику. Мы называем ее — Млечный Путь.

Еще через какое-то время астрономы обнаружили, что у нашей Галактики есть соседи, что туманность Андромеды, Большое Магелланово Облако, Малое Магелланово Облако и многие другие туманные пятнышки — это уже не наша Галактика, а другие, самостоятельные звездные острова.

Так человек заглянул за пределы своей Галактики. Постепенно выяснилось, что мир галактик не только поразительно велик, но и разнообразен. Галактики резко различаются размерами, внешним видом и числом входящих в них звезд, светимостью.

Основоположником внегалактической астрономии, которая занимается этими вопросами, по праву считают американского астронома Эдвина Хаббла (1889-1953). Он доказал, что многие «туманности» на самом деле — другие галактики, состоящие из множества звезд. Изучил более тысячи галактик, определил расстояние до некоторых из них. Среди галактик выделил три основных типа: спиральные, эллиптические и неправильные.

Теперь мы знаем, что спиральные галактики встречаются чаще других. Более половины галактик — спиральные. К их числу относятся и наш Млечный Путь, и галактика в Андромеде (М31), и галактика в Треугольнике (М33).

Спиральные галактики очень красивы. В центре - яркое ядро (большое тесное скопление звезд). Из ядра выходят спиральные, закручивающиеся вокруг него ветви. Они состоят из молодых звезд и облаков нейтрального газа, в основном — водорода. Все ветви — а их может быть одна, две или несколько — лежат в плоскости, совпадающей с плоскостью вращения галактики. Поэтому галактика имеет вид сплющенного диска.

Астрономы долгое время не могли понять, почему галактические спирали, или, как их еще называют, рукава, так долго не разрушаются. По этому вопросу было много разных гипотез. Сейчас большинство исследователей галактик склоняются к мнению, что галактические спирали представляют собой волны повышенной плотности вещества. Они подобны волнам на поверхности воды. А те, как известно, при своем движении не переносят вещество.

Чтобы появились волны на спокойной поверхности воды, достаточно бросить в воду хотя бы небольшой камень. Возникновение спиральных рукавов, вероятно, тоже связано с каким-то толчком. Это могли быть перемещения в самой массе звезд, населяющих данную галактику. Не исключена связь с так называемым дифференциальным вращением и «всплесками» при звездообразовании.

Астрофизики довольно уверенно говорили о том, что именно в рукавах спиральных галактик сосредоточена основная масса недавно родившихся звезд. Но тут стали появляться сведения о том, что рождение звезд, возможно, происходит и в центральных областях галактик (см. «Наука и жизнь» № 10, 1984 г.). Это прозвучало как сенсация. Одно из таких открытий сделано совсем недавно, когда с помощью космического телескопа имени Хаббла сфотографировали галактику NGC 4314 (фото внизу).

Галактики, именуемые эллиптическими , по внешнему виду существенно отличаются от спиральных. На фотографиях они выглядят как эллипсы с разной степенью сжатия. Среди них есть галактики, похожие на линзу, и почти шаровые звездные системы. Встречаются и гиганты, и карлики. Примерно четверть из наиболее ярких галактик относят к числу эллиптических. Для многих из них характерен красноватый цвет. Долгое время астрономы считали это одним из свидетельств того, что эллиптические галактики в основном состоят из старых (красных) звезд. Последние наблюдения космического телескопа Хаббла и инфракрасного телескопа «ISO» опровергают эту точку зрения (см. «Наука и жизнь» №№ 1 и 2, 1999 г.).

Среди эллиптических галактик есть такие интересные объекты, как шаровая галактика NGС 5128 (созвездие Кентавра) или М87 (созвездие Девы). Они привлекают к себе внимание как мощнейшие источники радиоизлучения. Особая загадка этих и нескольких спиральных галактик — их ядра. Что сосредоточено в них: сверхмассивные звездные скопления или черные дыры? По мнению некоторых астрофизиков, спящая черная дыра (или несколько черных дыр), возможно, притаилась в центре нашей Галактики, окутанном облаками непрозрачной межзвездной материи, или, например, в Большом Магеллановом Облаке.

Единственными источниками информации о процессах, идущих в центральных областях нашей и других галактик, до последнего времени были наблюдения в радио- и рентгеновских диапазонах. Например, чрезвычайно интересные данные о структуре центра нашей Галактики получил с помощью российских орбитальных обсерваторий «Астрон» и «Гранат» коллектив ученых во главе с академиком Р. Сюняевым. Позднее, в 1997 году, с помощью инфракрасной камеры американского космического телескопа имени Хаббла астрофизики получили снимки ядра эллиптической галактики NGС 5128 (радиогалактика Кентавра А). Удалось обнаружить находящиеся от нас на расстоянии 10 миллионов световых лет отдельные детали (размером порядка 100 световых лет). Раскрылась впечатляющая картина буйства горячего газа, крутящегося вокруг какого-то центра, возможно, черной дыры. Однако не исключено, что чудовищная активность ядер галактик, подобных этой, связана с иными бурными событиями.

Ведь в истории жизни галактик много необычного: они сталкиваются, а иногда даже «пожирают» друг друга.

Наконец обратимся к третьему (по классификации Хаббла) типу галактик — неправильным (или иррегулярным). Они отличаются хаотической, клочковатой структурой и не имеют какой-либо определенной формы.

Именно такими оказались две самые близкие к нам сравнительно небольшие галактики — Магеллановы Облака. Это спутники Млечного Пути. Они видны невооруженным глазом, правда, только на небе Южного полушария Земли.

Вы, наверное, знаете, что Южный полюс мира не отмечен на небе какой-либо заметной звездой (в отличие от Северного полюса мира, рядом с которым сейчас расположена a Малой Медведицы — Полярная звезда). Магеллановы Облака помогают определить направление на Южный полюс мира. Большое Облако, Малое Облако и Южный полюс лежат в вершинах равностороннего треугольника.

Две самые близкие к нам галактики получили свое название в честь Фернана Магеллана в XVI веке по предложению Антонио Пигафетты, который был летописцем знаменитого кругосветного путешествия. В своих записях он отмечал все необычное, что происходило или наблюдалось во время плавания Магеллана. Не оставил без внимания и эти туманные пятна на звездном небе.

Хотя неправильные галактики — самый немногочисленный класс галактик, исследование их очень важно и плодотворно. Особенно это относится именно к Магеллановым Облакам, которые привлекают особое внимание астрономов прежде всего потому, что они почти рядом с нами. До Большого Магелланова Облака менее 200 тысяч световых лет, до Малого Магелланова Облака еще ближе — около 170 тысяч световых лет.

Астрофизики постоянно обнаруживают в этих внегалактических мирах что-нибудь очень интересное: уникальные наблюдения вспышки сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке 23 февраля 1987 года. Или, например, туманность Тарантул, в которой за последние годы сделано множество удивительных открытий.

Несколько десятков лет назад один из моих учителей, профессор Б. А. Воронцов-Вельяминов (1904-1994), прилагал огромные усилия к тому, чтобы привлечь внимание своих коллег к взаимодействующим галактикам. В те времена эта тема многим астрономам казалась экзотикой, не представляющей особого интереса. Но вот спустя годы стало ясно, что работы Бориса Александровича (и его последователей) - исследования взаимодействующих галактик - открыли новую, очень важную страницу в истории внегалактической астрономии. И сейчас уже никому не представляются экзотикой не только самые причудливые (и не всегда понятные) формы взаимодействия галактик, но даже и «каннибализм» в мире гигантских звездных систем.

«Каннибализм» — взаимное «поедание» галактик друг другом (их слияние при тесных сближениях) — запечатлен на фотоснимках. По одной из гипотез, «каннибалом» может стать наш Млечный Путь. Основанием для такого предположения стало открытие в начале 90-х годов карликовой галактики. В ней всего несколько миллионов звезд, а находится она на расстоянии 50 тысяч световых лет от Млечного Пути. Эта «малышка» не такая уж юная: она возникла несколько миллиардов лет назад. Чем закончится ее долгая жизнь, пока сказать трудно. Но не исключена возможность того, что она когда-нибудь сблизится с Млечным Путем, и он ее поглотит.

Подчеркнем еще раз, что мир галактик необыкновенно многообразен, удивителен и во многом непредсказуем. А любители астрономии смогут следить за новостями внегалактической астрономии, которая сейчас стремительно развивается. Так что ждите новую информацию, новые фотографии самых необыкновенных галактик.

Галактики. Формы, виды, названия. Как образуются?

Галактика — это скопление миллиардов звезд, пыли и газа, которое удерживается силой гравитации. Галактика может располагаться как сама по себе, так и в группах.

В каждой галактике находится от нескольких сотен тысяч до десятков триллионов звёзд, также они наполнены межзвёздной пылью и газами. Все звёзды вращаются по своим орбитам вокруг единого галактического центра, который представляет собой огромнейшее звёздное скопление. Обычно расстояние между центрами соседних галактик составляет миллионы световых лет.

Галактик так много, что иногда они пересекаются. На фото мы видим столкновение двух галактик

Сколько галактик во Вселенной?

Ещё 25—30 лет назад учёные могли разглядеть лишь несколько десятков галактик. Однако после запуска телескопа «Хаббл» в 1990 году и ввода в строй на Земле нескольких 10-метровых сверхмощных телескопов число увиденных галактик возросло в тысячи раз. Современные учёные-астрономы говорят, что только в наблюдаемой части Вселенной насчитывается около 100 миллиардов галактик.

Галактические группировки

Галактики, как и небесные тела, двигаются вокруг более массивных космических объектов. Кроме того, они способны группироваться. Например, вокруг нашей галактики Млечный Путь вращается 14 карликовых галактик, в основном неправильной формы. А в одну группу с Млечным Путём входят соседние галактики — Туманность Андромеды и Галактика Треугольника, также имеющие собственные спутники. Все они образуют Местную группу галактик, которая входит в состав Сверхскопления Девы.

Большие галактики находятся в окружении своих спутников — карликовых галактик

Какая галактика самая большая?

Ученые не знают этого наверняка. Саdbie крупные галактики, о которых известно сегодня, это гигантские эллиптические (овальные) галактики, расположенные в середине скопления галактик. Одна из самых больших — Центральная галактика — находится в кластере Abell 2029.

Почему нашу галактику назвали «Млечный Путь»?

Если внимательно всмотреться ночью в ясное небо, то можно заметить размытую белую полосу. Древним грекам она напоминала небесную дорогу, на которую, согласно легенде, пролила молоко богиня Гера. Поэтому греки и назвали эту полосу молочной дорогой, или млечным путём. Самое интересное, что и термин «галактика» происходит от греческого слова «галаксиас», которое переводится как «молочный».

Впечатление художника от нашей галактики, Млечного Пути, основанное на наблюдениях современных телескопов. Наше Солнце — это маленькая звезда в одном из рукавов галактики.

Млечный Путь огромен. Солнцу требуется приблизительно 250 миллионов лет, чтобы один раз обернуться вокруг центра Млечного Пути.

Местная группа галактик

Млечный Путь и три ближайшие к нему галактики являются частью большого скопления, известного как Местная группа галактик (потому что они находятся ближе всего к Земле). Ближайшие к нам в Местной группе — это Андромеда, Большое и Малое Магеллановы облака. Из примерно 30 членов Местной группы только эти три можно заметить невооруженным глазом.

Иногда галактики сталкиваются под воздействием гравитационных сил. Но звезды галактик слишком далеки друг от друга, чтобы разрушить одна другую. Наша Галактика движется по курсу, который грозит ей столкновением с галактикой Андромеды. Столкновение произойдет приблизительно через пять миллиардов лет, и две галактики создадут новую, эллиптическую.

Туманность Андромеды

Это самая крупная галактика Местной группы. Она имеет 18 спутников. В Туманности Андромеды вращается не менее 1 триллиона звёзд. Эта галактика находится на расстоянии 2 миллионов 500 тысяч световых лет от Земли, и мы можем её увидеть даже невооружённым глазом. Она имеет форму спирали, а её основу составляют в основном молодые и яркие звёзды. В древности люди не могли целиком рассмотреть эту галактику — они видели лишь созвездие Андромеды.

Галактика Туманность Андромеды

Галактика Андромеды известна также под названием объект Мессье 31 или М31. Эта галактика значительно крупнее Млечного Пути. И все же это не самая большая из известных галактик.

Какие бывают галактики?

Галактики бывают различных форм и размеров. Ученые подразделяют их на три категории в зависимости от формы: спиральные, эллиптические (овальные) и неправильные (бесформенные).

Эллиптические галактики

Эллиптическая галактика ESO 325-G004

Названы так потому, что имеют форму эллипса — неправильного круга, о котором мы узнали ранее. Эллиптические галактики в целом округлые, но в одном направлении несколько длиннее, чем в другом. Большинство галактик во Вселенной имеют эллиптическую форму.

Спиральные галактики

Спиральная галактика с перемычкой NGC 1512 в созвездии Часы

Плоские, округлые скопления звезд, с отходящими от плотного центра по спирали «хвостами», или рукавами. Это второй по распространенности тип галактик.

Неправильные галактики

NGC 1427A, пример неправильной галактики

Не имеют четкой формы. Астрономы считают, что неправильные галактики появляются в результате столкновения двух галактик, или при изменении формы галактики за счет силы притяжения другой, находящейся поблизости.

«Темные» галактики

Во Вселенной есть огромное количество галактик, в которых очень мало или вовсе нет звезд. Они состоят из так называемой темной материи и именуются темными галактиками.

Некоторые галактики состоят в основном из загадочной темной материи и содержат очень мало звезд

Возможно, на самом деле таких галактик гораздо больше, чем обычных — с сияющими звездами и светящимся газом. К тому же яркие галактики тоже содержат большие количества темной материи, масса которой часто в 10 раз превышает массу всех звезд галактики.

Читайте также

  • Скопления галактик и космические пустоты
  • Видимые и невидимые галактики
  • Млечный путь — наш дом во Вселенной

Поделиться ссылкой

Какие бывают виды галактик и сколько их существует

Галактика. Что это такое?

Ученые-астрономы установили, что звезды расположены в космическом пространстве не беспорядочно. Они собираются в довольно большие гравитационные группы – галактики. Кроме звезд и планет здесь присутствуют газопылевые облака, а также темная материя. Всё это вращается вокруг единого центра. Расстояние между галактиками может составлять и нескольких тысяч, и нескольких миллионов световых лет.

Сколько галактик во Вселенной?

До изобретения мощных телескопов считалось, что Млечный путь – это единственная галактика Вселенной. Все остальные считались туманностями – газопылевыми облаками, местом рождения будущих звезд.

В 1845 году У. Парсонс построил «Левиафан» – огромный по тем временам двухметровый телекскоп. Наблюдения, сделанные с его помощью, позволили совершить прорыв в исследовании галактик.

В 90-е годы 20 века в космос запустили телескоп «Хаббл». В поле его видимости попали около 130 миллиардов галактик. Ученые, однако, считают, что межгалактическая пыль не дает обозреть Вселенную в полном объеме. По состоянию на 2014 год количество наблюдаемых галактик выросло до 7 триллионов.

Какие бывают галактики

Первая классификация галактик была осуществлена в 1926 году американским космологом и астрономом Эдвином Хабблом. В немного доработанном виде она используется по сей день. Согласно классификации Хаббла, существует несколько типов галактик. Около половины из них — спиральные. Из центра их диска протягивается несколько закрученных рукавов. Центр таких галактик имеет желто-красный цвет, а рукава светятся голубым. Внутри последних продолжается процесс образования новых звезд. Галактики такого типа – Млечный путь и Туманность Андромеды. Они известны большинству людей.

Эллиптические галактики имеют простую структуру. В них находятся в основном старые звезды, и совсем нет пыли и газа. Новые звезды здесь давно не рождаются. Эти галактики бывают разной формы – от шара до очень сплюснутого эллипса. К этому типу принадлежит чуть более одной десятой всех галактик Вселенной.

В линзовидных галактиках сосредоточены старые звездные гиганты, поэтому они имеют красноватый цвет. Это промежуточный тип, поскольку они обладают свойствами эллиптических и спиральных галактик.

Также существуют неправильные карликовые галактики.

  • Разделы
  • Космос
  • Теги
  • космос
  • галактика
  • хаббл
  • млечный путь
  • туманность андромеды
  • звезда
  • газ
  • пыль
  • облако
  • телескоп

Вас также может заинтересовать

Из чего состоит ядро кометы?

Чем кометы отличаются от астероидов и метеоритов?

Как учёные изучают ранние эпохи жизни Вселенной?

Откуда появились звёзды и Луна?

Обнаружен близнец Млечного Пути

Другие записи из раздела Космос

  • Планета, кольца которой в 200 раз больше, чем у Сатурна

  • Пострадал ли хоть один человек от падения космического мусора?

  • Можно ли надуть мыльные пузыри в космосе?

  • Сколько лет потребуется, чтобы долететь до Нептуна?

  • Жизнь черной дыры

  • Зонд «Паркер» прикоснулся к Солнцу

  • Какова дальнейшая судьба МКС?

  • Ученые нашли частицу «X». Что дальше?

  • Как найти пригодную для жизни планету?

  • Капля – это капля, даже если она металлическая

  • Что удалось узнать ученым о межзвездной комете 2I/Борисова?

  • Обнаружена первая сверхновая третьего типа

  • Могут ли бактерии поглотить Солнечную систему?

  • Космос наполнен призрачными звездами?

  • Китай начал строить собственную космическую станцию

  • Где произошел Большой взрыв?

  • Путешествие к центру нейтронной звезды

  • Миссия «Магеллан» — первый пристальный взгляд на злобного близнеца Земли

  • Астросейсмология — искусство изучать звезды с помощью звука

  • Япония и США построят новый планетоход

Типы галактик: классификация и основные характеристики

Известная нам Вселенная имеет огромные размеры, и это не только галактика, в которой мы живем. Существует множество галактик, и не все они одинаковы. Есть галактики самых разных форм и размеров, от гигантов до карликов. Эдвин Хаббл сделал классификацию галактик в 1936 году, чтобы иметь возможность отделить разные галактики. типы галактик в зависимости от их формы и внешнего вида. Вся эта классификация со временем была расширена, но сегодня она все еще действует.

В этой статье мы расскажем вам, какие существуют различные типы галактик и каковы их основные характеристики.

Индекс

  • 1 Классификация разных типов галактик
  • 2 Типы галактик
    • 2.1 Эллиптические галактики
    • 2.2 Линзовидные галактики
    • 2.3 Спиральные галактики
    • 2.4 Неправильные галактики

Классификация разных типов галактик

Галактики делятся на разные типы. Мы можем видеть основные типы галактик, такие как эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные. Поскольку Эдвин Хаббл считал, что галактики эволюционируют и развиваются от эллиптических линзообразных крыльев и от них к спиральным, он создал так называемую последовательность Хаббла. Поскольку неправильные галактики не вписываются в остальные, они не входят ни в какие последовательности.

Мы знаем, что галактика — это сущность или составной объект, состоящий из большого количества звезд и межзвездной материи, которые удерживаются вместе. друг друга за счет собственного действия силы тяжести. Имея собственное действие гравитации на компоненты, составляющие галактику, они остаются изолированными от космоса. В известной Вселенной около 100.000 миллиардов галактик. Однако, несомненно, это число увеличивается с течением времени благодаря развитию технологий. Все это количество галактик обычно сгруппировано в скопления.

Мы знаем, что Млечный Путь наш дом и еще 200 миллиардов звезд и это то, что дало галактике ее название.

Типы галактик

Мы собираемся классифицировать различные типы существующих галактик и назвать их основные характеристики.

Эллиптические галактики

Он имеет форму эллипса и может иметь больший или меньший эксцентриситет. Обычно это галактики, которые Они названы буквой E, за которой следует число от 0 до 7. Число представлено, чтобы указать на эксцентриситет печени галактики. Эти типы галактик делятся на 8 различных типов, которые называются от E0 до E7. Можно сказать, что первый имеет практически сферическую форму и не имеет эксцентриситета, а второй имеет высокий эксцентриситет и более вытянутый вид.

В эллиптических галактиках очень мало газа и пыли и практически нет межзвездного вещества. При небольшом количестве молодых звезд большинство из них старые. Почти большинство из них вращаются вокруг ядра беспорядочно и беспорядочно. Мы можем найти самые разные размеры от гигантских до карликовых. Самые большие галактики имеют эллиптическую форму. с тех пор, когда галактики вылупляются, они сливаются, образуя огромные эллиптические галактики.

Линзовидные галактики

Только один тип галактик, которые делятся на эллиптические и спиральные. В них преобладает ядро ​​почти сферической формы, состоящее из старых звезд, как и в случае с эллиптическими звездами. У них также есть диск из звезд и газа вокруг них, как спирали. Но у него нет спиральных рукавов. В нем не намного больше межзвездных и почти никаких новых звездообразований.

Линзовидные галактики могут иметь более или менее сферическое ядро ​​или одну / или центральную полосу звезд. Когда у нас есть линзовидные галактики с перемычкой, они называются SO, а когда они представляют собой линзовидные галактики с перемычкой, их называют SOB.

Спиральные галактики

Эти типы галактик образованы ливнем старых звезд. Это ядро ​​имеет вращающийся диск из звезд и большого количества межзвездного материала которая вращается вокруг ядра старых звезд. Вращающийся звездный диск, как известно, состоит из спиральных рукавов, отходящих от центрального ядра. В этих руках обе молодые звезды, более прямые звезды главной последовательности. Эти рукава и делают галактику такого типа спиральной.

Спиральные рукава имеют непрерывное звездообразование. Если мы проанализируем диск, то увидим гало с шаровыми скоплениями и рассеянными звездами разных типов. Среди них мы находим старые звезды. Галактика этого типа обозначается буквой S, за которой следует другая строчная буква, которая может быть a, b, c или d. Это зависит от размера и внешнего вида сердечника и плеч. Если мы возьмем галактику Sa, мы увидим, что у них есть ядро ​​большого размера по сравнению с рукавами. Эти руки найдут ядро ​​более плотным, поскольку они также меньше.

С другой стороны, у нас есть Sd-галактики с меньшим ядром, но с большими рукавами, которые более рассредоточены. Во многих типах спиральных галактик мы можем видеть прямую полосу по обе стороны от ядра, из которой выходят спиральные рукава. Этот тип галактик, как и предыдущий, известен как спиральные галактики с перемычкой. Обычно они ничего не говорят с SB и буквой, как и предыдущая. Эта комбинация букв имеет то же значение, что и спирали без перемычек.

Неправильные галактики

Как мы упоминали ранее, неправильные галактики не имеют определенной структуры или симметрии. Поэтому его сложнее ввести в последовательность галактик любого типа. У них нет эллиптической формы, и они не вписываются в последовательность Хаббла. Это небольшие галактики с большим количеством межзвездного газа и пыли.

Их номенклатура обозначается Irr и делится на два типа. Irr I или магелланов тип и Irr II. Первые встречаются чаще всего и состоят из старых звезд с очень низкой светимостью. У этих галактик нет ядра. Последние более активны и состоят из молодых звезд. Обычно они образуются в результате взаимодействия силы тяжести ближайших галактик. Также может случиться так, что они возникают в результате столкновения двух галактик.

Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о типах галактик.


Сколько галактик во Вселенной известно современному человеку?

Те, кто имеет немного представления о Вселенной, хорошо знает, что космос постоянно находится в движении. Вселенная с каждой секундой расширяется, становиться все больше и больше. Другое дело, что в масштабах человеческого восприятия мира, осознать размеры происходящего и представить структуру Вселенной достаточно трудно. Помимо нашей галактики, в которой расположено Солнце и находимся мы, существуют десятки, сотни других галактик. Точного количества далеких миров не знает никто. Сколько галактик во Вселенной, можно знать только приблизительно, создав математическую модель космоса.

Следовательно, учитывая размеры Вселенной, можно с легкостью допустить мысль, что в десятке, в сотне миллиардов световых лет от Земли, существуют миры, похожие на наш.

Пространство и миры, которые нас окружают

Наша галактика, получившая красивое название «Млечный путь», еще несколько веков назад, по мнению многих ученых, была центром мироздания. На деле оказалось, что это только часть Вселенной,и существуют другие галактики различных видов и размеров, большие и маленькие, одни дальше, другие ближе.

В космосе все объекты тесно взаимосвязаны, движутся в определенном порядке и занимают отведенное место. Известные нам планеты, хорошо знакомые звезды, черные дыры и сама наша Солнечная система располагаются в галактике Млечный путь. Название это не случайно. Еще древние астрономы, наблюдавшие ночное небо, сравнили окружающий нас космос с молочной дорожкой, где тысячи звезд похожи на капли молока. Галактика Млечный путь, небесные галактические объекты, находящиеся в нашем поле зрения, составляют ближайший космос. Что может находиться за пределами видимости телескопов, стало известно только в XX веке.

Последующие открытия, которые увеличили наш космос до размеров Метагалактики, натолкнули ученых на теорию о Большом взрыве. Грандиозный катаклизм произошел почти 15 млрд. лет назад и послужил толчком к началу процессов образования Вселенной. Одну стадию вещества сменяла другая. Из плотных облаков водорода и гелия стали формироваться первые зачатки Вселенной – протогалактики, состоящие из звезд. Все это происходило в далеком прошлом. Свет многих небесных светил, который мы можем наблюдать в сильнейшие телескопы, является лишь прощальным приветом. Миллионы звезд, если не миллиарды, усыпавшие наш небосклон, находятся в миллиарде световых лет от Земли, и давно прекратили свое существование.

Карта Вселенной: ближайшие и дальние соседи

Наша Солнечная система, прочие космические тела, наблюдаемые с Земли – это сравнительно молодые структурные образования и наши ближайшие соседи в огромной Вселенной. Долгое время ученые считали, что ближайшей к Млечному Пути являлась карликовая галактика Большое Магелланово облако, расположенная всего в 50 килопарсеках. Только совсем недавно стали известны реальные соседи нашей галактики. В созвездии Стрельца и в созвездии Большого Пса расположились маленькие карликовые галактики, масса которых в 200- 300 раз меньше массы Млечного пути, а расстояние до них составляет чуть более 30-40 тыс. световых лет.

Это одни из самых маленьких вселенских объектов. В таких галактиках количество звезд относительно небольшое (порядка нескольких миллиардов). Как правило, карликовые галактики постепенно сливаются или поглощаются более крупными образованиями. Скорость расширяющейся Вселенной, которая составляет 20-25 км/с, невольно приведет соседствующие галактики к столкновению. Когда это произойдет и чем обернется, мы можем только предполагать. Столкновение галактик происходит все это время, и в силу скоротечности нашего существования, наблюдать за происходящим не представляется возможным.

Андромеда,  в два-три раза превышающая своими размерами нашу галактику, является одной из самых близких к нам галактик. Среди астрономов и астрофизиков она продолжает оставаться одной из самых популярных и располагается всего в 2,52 миллионах световых лет от Земли. Как и наша галактика, Андромеда входит в Местную группу галактик. Размер этого гигантского космического стадиона – три миллиона световых лет в поперечнике, а количество присутствующих в ней галактик насчитывается порядка 500. Однако даже такой гигант, как Андромеда, выглядит коротышкой в сравнении с галактикой IC 1101.

Эта самая большая во Вселенной спиралевидная галактика располагается в сотне с лишним миллионов световых лет от нас и имеет диаметр более 6 миллионов световых лет. Несмотря на то, что в ее состав входит 100 триллионов звезд, галактика в основном состоит из темной материи.

Астрофизические параметры и типы галактик

Первые исследования космоса, проведенные в начале XX века, дали обильную почву для размышлений. Обнаруженные в объектив телескопа космические туманности, которых со временем насчитали более тысячи, представляли собой интереснейшие объекты во Вселенной. Длительное время эти светлые пятна на ночном небе считались скоплениями газа, входящими в структуру нашей галактики. Эдвин Хаббл в 1924 году сумел измерить расстояние до скопления звезд, туманностей и сделал сенсационное открытие: эти туманности – ни что иное, как далекие спиралевидные галактики, самостоятельно странствующие в масштабах Вселенной.

Американский астроном впервые предположил, что наша Вселенная – это множество галактик. Исследования космоса в последней четверти XX века, наблюдения, сделанные с помощью космических аппаратов и техники, включая знаменитый телескоп Хаббл, подтвердили эти предположения. Космос безграничен и наш Млечный путь – далеко не самая крупная галактика во Вселенной и к тому же не является ее центром.

Только с появлением мощных технических средств наблюдения, Вселенная стала обретать четкие очертания. Ученые столкнулись с тем фактом, что даже такие огромные образования, какими являются галактики, могут отличаться по своей структуре и строению, форме и размерам.

Усилиями Эдвина Хаббла мир получил систематизированную классификацию галактик, делящую их на три типа:

  • спиральные;
  • эллиптические;
  • неправильные.

Эллиптические галактики и спиральные являются самыми распространенными типами. К ним относятся наша галактика Млечный Путь, а также соседняя с нами галактика Андромеда и многие другие галактики во Вселенной.

Эллиптические галактики имеют форму эллипса и вытянуты в одном из направлений. Эти объекты лишены рукавов и часто меняют свою форму. По своим размерам эти объекты также отличаются друг от друга. В отличие от спиральных галактик, эти космические монстры не имеют четко выраженного центра. Ядро в таких структурах отсутствует.

По классификации такие галактики обозначаются латинской буквой E. Все на сегодняшний день известные эллиптические галактики разделены на подгруппы E0-E7. Распределение по подгруппам осуществляется в зависимости от конфигурации: от галактик почти круглой формы (E0, E1 и E2)до сильно растянутых объектов с индексами E6 и E7. Среди эллиптических галактик встречаются карлики и настоящие гиганты, имеющие диаметры в миллионы световых лет.

К спиральным галактикам относятся два подтипа:

  • галактики, представленные в виде пересеченной спирали;
  • нормальные спирали.

Первый подтип выделяется следующими особенностями. По форме такие галактики напоминают правильную спираль, однако в центре такой спиральной галактики находится перемычка (бар), дающая начало рукавам. Такие перемычки в галактике обычно являются следствием физических центробежных процессов, делящих ядро галактики на две части. Существуют галактики с двумя ядрами, тандем которых и составляет центральный диск. Когда ядра встречаются, перемычка исчезает и галактика становится нормальной, с одним центром. Существует перемычка и в нашей галактике Млечный путь, в одном из рукавов которой находится наша Солнечная система. От Солнца к центру галактики путь по современным оценкам составляет 27 тыс. световых лет. Толщина рукава Ориона Лебедя, в котором пребывает наше Солнце и вместе с ним наша планета, составляет 700 тыс. световых лет.

В соответствии с классификацией спиральные галактики обозначаются латинскими буквами Sb. В зависимости от подгруппы, существуют и другие обозначения спиральных галактик: Dba, Sba и Sbc. Разница между подгруппами определяется длиной бара, его формой и конфигурацией рукавов.

Спиральные галактики могут иметь различные размеры, начиная от 20 000 световых лет и до 100 тыс. световых лет в диаметре. Наша галактика «Млечный Путь» пребывает в «золотой серединке», своими размерами тяготея к галактикам средней величины.

Самый редкий тип – неправильные галактики. Эти вселенские объекты представляют собой крупные скопления звезд и туманностей, не имеющие четкой формы и структуры. В соответствии с классификацией они получили индексы Im и IO. Как правило, у структур первого типа диска нет или он слабо выражен. Нередко у таких галактик можно рассмотреть подобие рукавов. Галактики с индексами IO представляют собой хаотическое скопление звезд, облаков газа и темной материи. Яркими представителям такой группы галактик являются Большое и Малое Магелланово Облако.

Все галактики: правильные и неправильные, эллиптические и спиральные, состоят из триллионов звезд. Пространство между звездами с их планетарными системами заполнено темной материей или облаками космического газа и частицами пыли. В промежутках этих пустот находятся черные дыры, большие и малые, которые нарушают идиллию космического спокойствия.

Исходя из имеющейся классификации и по результатам исследований, можно с некоторой долей уверенности ответить на вопрос, сколько галактик во Вселенной и какого они типа. Больше всего во Вселенной спиральных галактик. Их более 55 % от общего количества всех вселенских объектов. Эллиптических галактик в два раза меньше – всего 22% от общего числа. Неправильных галактик, аналогичных Большому и Малому Магеллановым Облакам, во Вселенной только 5%. Одни галактики соседствуют с нами и находятся в поле зрения мощнейших телескопов. Другие находятся в самом дальнем пространстве, где преобладает темная материя и в объективе видна больше чернота бескрайнего космоса.

Галактики при близком осмотре

Все галактики относятся к определенным группам, которые в современной науке принято называть кластерами. Млечный Путь входит в один из таких кластеров, в котором присутствуют еще до 40 более-менее известных галактик. Сам кластер же является частью сверхскопления, более крупной группы галактик. Земля, вместе с Солнцем и Млечным Путем входит в сверхскопление Девы. Таков наш фактический космический адрес. Вместе с нашей галактикой в скоплении Девы существуют более двух тысяч других галактик, эллиптических, спиральных и неправильных.

Карта Вселенной, на которую сегодня ориентируются астрономы, дает представление о том, как выглядит Вселенная, каковая ее форма и структура. Все скопления собираются вокруг пустот или пузырей темной материи. Допускается мысль, что темная материя и пузыри также заполнены какими-то объектами. Возможно это антивещество, которое в противоположность законами физики, образует аналогичные структуры в другой системе координат.

Современное и будущее состояние галактик

Ученые считают, что составить общий потрет Вселенной невозможно. Мы располагаем визуальными и математическими данными о космосе, который находится в пределах нашего понимания. Реальные масштабы Вселенной представить невозможно. То, что мы видим в телескоп, является светом звезд, который идет к нам уже миллиарды лет. Возможно, реальная картина на сегодняшний день уже совершенно иная. Самые красивые галактики во Вселенной в результате космических катаклизмов уже могли превратиться в пустые и безобразные облака космической пыли и темной материи.

Нельзя исключать, что в далеком будущем, наша галактика столкнется с более крупной соседкой по Вселенной или проглотит карликовую галактику, существующую по соседству. Каковы будут последствия таких вселенских изменений, остается только гадать. Несмотря на то, что сближение галактик происходит со световой скоростью, земляне вряд ли станут свидетелями вселенской катастрофы. Математики подсчитали, что до рокового столкновения осталось чуть более трех миллиардов земных лет. Будет ли в то время существовать жизнь на нашей планете – вопрос.

В существование звезд, скоплений и галактик также могут вмешаться и другие силы. Черные дыры, которые пока известны человеку, в состоянии поглотить звезду. Где гарантия, что подобные чудовища огромных размеров, прячущиеся в темной материи и в пустотах космоса, не смогут поглотить галактику целиком.

Какие галактики являются нашими соседями. Какая галактика ближе всех

Разделить на социальные группы, наша галактика Млечный Путь будет принадлежать к крепкому «среднему классу». Так, она относится к самому распространенному виду галактик, но в то же время не является средней по размеру или массе. Галактик, которые мельче Млечного Пути, больше чем тех, что крупнее его. Еще наш «звездный остров» обладает как минимум 14-ю спутниками — другими карликовыми галактиками. Они обречены кружить вокруг Млечного Пути, пока не будут им поглощены, или же не улетят прочь от межгалактического столкновения. Ну и пока что это единственное место, где наверняка существует жизнь — то есть мы с вами.

Но еще Млечный путь остается наиболее загадочной галактикой во Вселенной: находясь на самом краю «звездного острова», мы видим лишь часть из миллиардов его звезд. А галактики и вовсе невидимо — оно закрыто плотными рукавами звезд, газа и пыли. О фактах и тайнах Млечного Пути и пойдет сегодня речь.

Ученые знали некоторое время, что Галактика Млечный Путь — не единственная во Вселенной. В дополнение к нашей галактике, которая является частью местной группы — коллекция из 54 галактик и карликовых галактик — мы тоже являемся частью большего образования, известного также как скопление галактик в Деве. Так что, можно сказать, у Млечного Пути много соседей.

Из них, большинство людей считают, что Галактика Андромеды — наш ближайший галактических сожитель. Но, по правде говоря, Андромеда — это ближайшая спиральная Галактика, но не ближайшая Галактика вообще. Это различие падает до образования, что фактически в пределах Млечного Пути сама, а карликовая Галактика, которая известна под именем Большого пса Гном Галакс (ака. Большой пес).

Эта звездная формация расположена порядка 42 000 световых лет от галактического центра и всего в 25 000 световых лет от нашей Солнечной системы. Это ставит ее ближе к нам, чем центр нашей собственной галактики, путь к которой составляет 30 000 световых лет от Солнечной системы.

До его открытия, астрономы полагают, что карликовая Галактика Стрельца была ближайшим галактическим образованием в, собственно, нашей. На 70 000 световых лет от Земли, эта Галактика была определена в 1994 году, чтобы быть ближе к нам, чем большое Магелланово облако, карликовая галактика, 180,000 световых лет от нас, которая ранее носила титул нашего ближайшего соседа.

Все изменилось в 2003 году, когда карликовая галактика «Большой пес» была обнаружена в два микрона панорамного обзора (2MASS), во время астрономической миссии, которая имела место в период между 1997 и 2001 годами.

С помощью телескопов, расположенных на МТ. Хопкинс обсерватории в Аризоне (для Северного полушария) и в межамериканской обсерватории в Чили в Южном полушарии, астрономы смогли провести всесторонний обзор неба в инфракрасном свете, который не блокируется газа и пыли, как жестоко, как видимый свет.

Из-за этого технику, астрономы сумели обнаружить очень значительной плотности класса M гигантских звезд в небе занимают созвездия большого пса, а также несколько других сопутствующих сооружений в составе этого типа звезда, две из которых имеют вид широких, обморок дуг (как видно на изображении вверху).

Распространенность M-класса звезд является то, что сделали образованием легко обнаружить. Эти классные, “красные карлики” не очень светлые по сравнению с другими классами звезд, и даже не может быть замечен невооруженным глазом. Однако, они очень ярко светят в инфракрасном, и в большом количестве появлялись.

В дополнение к его составу, Галактика имеет форму, близкую к эллиптической форму и, как полагают, содержат так много звезд, как Стрелец карликовые эллиптические Галактики, предыдущий претендент на ближайшая Галактика к нашему расположению в Млечном пути.

В дополнение к карликовой галактики собой длинную нить из звезд видна отставая, за ним. Этот комплекс, кольцевые структуры — которые иногда называют Моноцерос кольцо — коробит вокруг галактики три раза. Поток был впервые обнаружен в начале 21 века астрономами проведении слоуновского цифрового обзора неба.

Именно в ходе расследования этого кольца звезд, и близко расположенные группы из шаровых скоплений, похожими на те, которые связаны со Стрельцом карликовые эллиптические Галактики, что карликовая Галактика большого пса был обнаружен.

Нынешняя теория заключается в том, что эта Галактика была сросшиеся (или поглотила) в Галактике Млечный Путь. Других шаровых скоплений, вращающихся вокруг центра Млечного Пути в качестве спутника — то есть или NGC 1851, NGC 1904, NGC 2298 и NGC 2808, как полагают, были частью большого пса карликовой Галактики до ее аккреции.

Обнаружение этой галактики, и последующий анализ звезд, связанные с ним, оказывает определенную поддержку для текущего теория, что галактики могут увеличиваться в размерах, проглотив своих меньших соседей. Млечный Путь стал же, что и сейчас, поедая до других галактик, как большого пса, и он продолжает делать это и сегодня. И поскольку звезды большого пса карликовые Галактики являются технически уже часть Млечного Пути, она по определению ближайшая Галактика к нам.

Астрономы также считают, что большого пса карликовые галактики в процессе растаскивают гравитационное поле более массивной галактики Млечный Путь. Главное тело галактики уже чрезвычайно деградирует, и этот процесс будет продолжаться, путешествуя вокруг и по нашей Галактике. Во время аккреции, вероятно, завершится с большой пес карликовой Галактики на хранение 1 млрд звезд на 200 т0 400 млрд, которые уже являются частью Млечного Пути.

До его обнаружить в 2003 году, это был Стрелец карликовые эллиптические Галактики, которые занимал должность ближайшая Галактика к нашей собственной. На расстоянии 75 000 световых лет. Эта карликовая Галактика, которая состоит из четырех шаровых скоплений, которые измеряют около 10 000 световых лет в диаметре, был обнаружен в 1994 году. До этого, большом Магеллановом облаке, как думали, был наш ближайший сосед.

Галактика Андромеды (М31) — ближайшая спиральная галактика по отношению к нам. Хотя — гравитационно — она связана с Млечным путем, это все же не ближайшая Галактика — 2 миллиона световых лет от нас. Андромеда в настоящее время приближается к нашей галактике со скоростью около 110 километров в секунду. Примерно через 4 миллиарда лет, Галактика Андромеды, как ожидается, сольется, образуя единую Супер-галактику.

Галактикой называют крупные формирования звезд, газа, пыли, которые удерживаются вместе силой гравитации. Эти крупнейшие соединения во Вселенной могут различаться формой и размерами. Большая часть космических объектов входит в состав определенной галактики. Это звезды, планеты, спутники, туманности, черные дыры и астероиды. Некоторые из галактик обладают большим количеством невидимой темной энергии. Из-за того, что галактики разделяет пустое космическое пространство, их образно называют оазисами в космической пустыне..

Эллиптическая галактика Спиральная галактика Неправильная галактика
Сфероидальный компонент Галактика целиком Есть Очень слаб
Звёздный диск Нет или слабо выражен Основной компонент Основной компонент
Газопылевой диск Нет Есть Есть
Спиральные ветви Нет или только вблизи ядра Есть Нет
Активные ядра Встречаются Встречаются Нет
20% 55% 5%

Наша галактика

Ближайшая к нам звезда Солнце относится к миллиарду звезд в галактике Млечный путь. Посмотрев на ночное звездное небо, тяжело не заметить широкую полосу, усыпанную звездами. Скопление этих звезд древние греки назвали Галактикой.

Если бы у нас была возможность посмотреть на эту звездную систему со стороны, мы бы заметили сплюснутый шар, в котором насчитывается свыше 150 млрд. звезд. Наша галактика имеет такие размеры, которые тяжело представить в своем воображении. Луч света путешествует с одной ее стороны на другую сотню тысяч земных лет! Центр нашей Галактики занимает ядро, от которого отходят огромные спиральные ветви, заполненные звездами. Расстояние от Солнца до ядра Галактики составляет 30 тысяч световых лет. Солнечная система расположена на окраине Млечного пути.

Звезды в Галактике несмотря на огромное скопление космических тел встречаются редко. Например, расстояние между ближайшими звездами в десятки миллионов раз превышает их диаметры. Нельзя сказать, что звезды разбросаны во Вселенной хаотично. Их местоположение зависит от сил гравитации, которые удерживают небесное тело в определенной плоскости. Звездные системы со своими гравитационными полями и называют галактиками. Кроме звезд, в состав галактики входит газ и межзвездная пыль.

Состав галактик.

Вселенную составляет также множество других галактик. Наиболее приближенные к нам отдалены на расстояние 150 тыс. световых лет. Их можно увидеть на небе южного полушария в виде маленьких туманных пятнышек. Их впервые описал участник Магеллановой экспедиции вокруг мира Пигафетт. В науку они вошли под названием Большого и Малого Магеллановых Облаков.

Ближе всего к нам расположена галактика под названием Туманность Андромеды. Она имеет очень большие размеры, поэтому видна с Земли в обычный бинокль, а в ясную погоду – даже невооруженным глазом.

Само строение галактики напоминает гигантскую выпуклую в пространстве спираль. На одном из спиральных рукавов за ¾ расстояния от центра находится Солнечная система. Все в галактике кружится вокруг центрального ядра и подчиняется силе его гравитации. В 1962 году астрономом Эдвином Хабблом была проведена классификация галактик в зависимости от их формы. Все галактики ученый разделил на эллиптические, спиральные, неправильные и галактики с перемычкой.

В части Вселенной, доступной для астрономических исследований, расположены миллиарды галактик. В совокупности их астрономы называют Метагалактикой.

Галактики Вселенной

Галактики представлены крупными группировками звезд, газа, пыли, удерживаемых вместе гравитацией. Они могут существенно отличаться по форме и размерам. Большинство космических объектов относятся к какой-либо галактике. Это черные дыры, астероиды, звезды со спутниками и планетами, туманности, нейтронные спутники.

Большинство галактик Вселенной включают огромное количество невидимой темной энергии. Так как пространство между различными галактиками считается пустотным, то их нередко называют оазисами в пустоте космоса. Например, звезда по имени Солнце – одни из миллиардов звезд в галактике «Млечный Путь», находящейся в нашей Вселенной. В ¾ расстояния от центра данной спирали находится Солнечная система. В этой галактике все беспрерывно движется вокруг центрального ядра, которое подчиняется его гравитации. Однако и ядро тоже движется вместе с галактикой. При этом все галактики двигаются на сверхскоростях.
Астроном Эдвин Хаббл в 1962 году провел логическую классификацию галактик Вселенной с учетом их формы. Сейчас галактики разделяются на 4 основные группы: эллиптические, спиральные, галактики с баром (перемычкой) и неправильные.
Какая самая большая галактика в нашей Вселенной?
Наиболее крупной галактикой во Вселенной является линзовидная галактика сверхгиганских размеров, находящаяся в скоплении Abell 2029.

Спиральные галактики

Они представляют собой галактики, которые по своей форме напоминают плоский спиралевидный диск с ярким центром (ядром). Млечный Путь – типичная спиральная галактика. Спиральные галактики принято называть с буквы S, они разделяются на 4 подгруппы: Sa, Sо, Sc и Sb. Галактики, относящиеся к группе Sо, отличаются светлыми ядрами, которые не имеют спиральных рукавов. Что касается галактик Sа, то они отличаются плотными спиральными рукавами, плотно обмотанными вокруг центрального ядра. Рукава галактик Sc и Sb редко окружают ядро.

Спиральные галактики каталога Мессье

Галактики с перемычкой

Галактики с баром (перемычкой) похожи на спиральные галактики, но все же имеют одно отличие. В таких галактиках спирали начинаются не от ядра, а от перемычек. Около 1/3 всех галактик входят в эту категорию. Их принято обозначать буквами SB. В свою очередь, они разделяются на 3 подгруппы Sbc, SBb, SBa. Разница между этими тремя группами определяется формой и длиной перемычек, откуда, собственно, и начинаются рукава спиралей.

Спиральные галактики с перемычкой каталога Мессье

Эллиптические галактики

Форма галактик может варьироваться от идеально круглой до вытянутого овала. Их отличительной чертой является отсутствие центрального яркого ядра. Они обозначаются буквой Е и разделяются на 6 подгрупп (по форме). Такие формы обознаются от Е0 до Е7. Первые имеют почти круглую форму, тогда как Е7 характеризуются чрезвычайно вытянутой формой.

Эллиптические галактики каталога Мессье

Неправильные галактики

Они не имеют какой-либо выраженной структуры или формы. Неправильные галактики принято разделять на 2 класса: IO и Im. Наиболее распространенным является Im класс галактик (он имеет только незначительный намек на структуру). В некоторых случаях прослеживаются спиральные остатки. IO относится к классу галактик, хаотических по форме. Малые и Большие Магеллановы Облака – яркий пример Im класса.

Неправильные галактики каталога Мессье

Таблица характеристик основных видов галактик

Эллиптическая галактика Спиральная галактика Неправильная галактика
Сфероидальный компонент Галактика целиком Есть Очень слаб
Звёздный диск Нет или слабо выражен Основной компонент Основной компонент
Газопылевой диск Нет Есть Есть
Спиральные ветви Нет или только вблизи ядра Есть Нет
Активные ядра Встречаются Встречаются нет
Процент от общего числа галактик 20% 55% 5%

Большой портрет галактик

Не так давно астрономы начали работать над совместным проектом для выявления расположения галактик во всей Вселенной. Их задача – получить более детальную картину общей структуры и формы Вселенной в больших масштабах. К сожалению, масштабы Вселенной сложно оценить для понимания многими людьми. Взять хотя бы нашу галактику, состоящую более чем из ста миллиардов звезд. Во Вселенной существуют еще миллиарды галактик. Обнаружены дальние галактики, но мы видим их свет таким, который был практически 9 млрд лет назад (нас разделяет такое большое расстояние).

Астрономам стало известно, что большинство галактик относятся к определенной группе (ее стали называть «кластер»). Млечный путь – часть кластера, который, в свою очередь, состоит из сорока известных галактик. Как правило, большинство таких кластеров представлены частью еще большей группировки, которую называют сверхскоплениями.

Наш кластер – часть сверхскопления, которое принято называть скоплением Девы. Такой массивный кластер состоит больше чем из 2 тыс. галактик. В то время, когда астрономы создали карту расположения данных галактик, сверхскопления начали принимать конкретную форму. Большие сверхскопления собрались вокруг того, что представляется как бы гигантскими пузырями или пустотами. Что это за структура, никто еще не знает. Мы не понимаем, что может находиться внутри этих пустот. По предположению, они могут быть заполнены определенным типом неизвестной ученым темной материи или же иметь внутри пустое пространство. Перед тем как мы узнаем природу таких пустот, пройдет много времени.

Галактические вычисления

Эдвин Хаббл является основоположником галактических исследований. Он первый, кому удалось определить, как можно вычислить точное расстояние до галактики. В своих исследованиях он опирался на метод пульсирующих звезд, которые более известны как цефеиды. Ученый смог заметить связь между периодом, который нужен для завершения одной пульсации яркости, и той энергией, которую выделяет звезда. Результаты его исследований стали серьезным прорывом в области галактических исследований. Помимо этого, он обнаружил, что есть корреляция между красным спектром, излучаемым галактикой, и расстоянием до нее (постоянная Хаббла).

В наше время астрономы могут измерять расстояние и скорости галактики посредством измерения количества красного смещения в спектре. Известно, что все галактики Вселенной движутся друг от друга. Чем дальше галактика находится от Земли, тем больше ее скорость движения.

Чтобы визуализировать данную теорию, достаточно представить себя за рулем авто, который двигается на скорости 50 км в час. Перед Вами едет авто быстрее на 50 км в час, что говорит о том, что скорость его передвижения составляет 100 км в час. Перед ним есть еще одно авто, которое движется быстрее еще на 50 км в час. Несмотря на то что скорость всех 3 машин будет разной на 50 км в час, первый автомобиль на самом деле движется от Вас на 100 км в час быстрее. Поскольку красный спектр говорит о скорости движения галактики от нас, получается следующее: чем больше красное смещение, тем, соответственно, галактика быстрее движется и тем большее ее расстояние от нас.

Сейчас мы располагаем новыми инструментами, помогающими ученым в поисках новых галактик. Благодаря космическому телескопу Хаббла ученым удалось увидеть то, о чем раньше оставалось только мечтать. Высокая мощность этого телескопа обеспечивает хорошую видимость даже мелких деталей в ближних галактиках и позволяет изучать более дальние, которые никому еще не были известны. В настоящее время новые инструменты наблюдения космоса находятся в стадии разработки, а в скором будущем они помогут получить более глубокое понимание структуры Вселенной.

Типы галактик
  • Спиральные галактики. По форме напоминают плоский спиралевидный диск с ярко выраженным центром, так называемым ядром. Наша галактика Млечный путь относится к этой категории. В данном разделе портала сайт Вы встретите много различных статей с описанием космических объектов нашей Галактики.
  • Галактики с перемычкой. Напоминают спиральные, только от них они отличаются одним существенным отличием. Спирали отходят не от ядра, а от так называемых перемычек. К этой категории можно отнести треть всех галактик Вселенной.
  • Эллиптические галактики обладают различными формами: от досконально круглой до овально вытянутой. Сравнительно со спиральными, у них отсутствует центральное ярко выраженное ядро.
  • Неправильные галактики не обладают характерной формой или структурой. Их нельзя отнести к какому-либо из перечисленных выше типов. Неправильных галактик насчитывается куда меньшее количество на просторах Вселенной.

Астрономы в последнее время запустили совместный проект по выявлению расположения всех галактик во Вселенной. Ученые надеются получить более наглядную картину ее структуры в большом масштабе. Размер Вселенной тяжело оценить человеческому мышлению и пониманию. Одна только наша галактика – это соединение сотней миллиардов звезд. А таких галактик насчитываются миллиарды. Мы можем видеть свет от обнаруженных дальних галактик, но не подразумевать даже того, что смотрим в прошлое, ведь световой луч доходит до нас за десятки миллиардов лет, настолько великое расстояние нас разделяет.

Астрономы также привязывают большинство галактик к определенным группам, которые называют кластерами. Наш Млечный путь относится к кластеру, который состоит из 40 разведанных галактик. Такие кластеры объединяют в большие группировки, называющиеся сверхскоплениями. Кластер с нашей галактикой входит в сверхскопление Девы. В составе этого гигантского кластера находится более 2 тысяч галактик. После того как ученые начали рисовать карту размещения данных галактик, сверхскопления получили определенные формы. Большинство галактических сверхскоплений окружали гигантские пустоты. Никто не знает, что может быть внутри этих пустот: космическое пространство наподобие межпланетного или же новая форма материи. Понадобится много времени, чтобы раскрыть эту загадку.

Взаимодействие галактик

Не менее интересным для взора ученых представляется вопрос о взаимодействии галактик как компонентов космических систем. Не секрет, что космические объекты находятся в постоянном движении. Галактики не исключение из этого правила. Некоторые из видов галактик могли бы стать причиной столкновения или слияния двух космических систем. Если вникнуть, какими представляются данные космические объекты, более понятными становятся масштабные изменения как результат их взаимодействия. Во время столкновения двух космических систем выплескивается гигантское количество энергии. Встреча двух галактик на просторах Вселенной – даже более вероятное событие, чем столкновение двух звезд. Не всегда столкновение галактик заканчивается взрывом. Небольшая космическая система может свободно пройти мимо своего более крупного аналога, изменив только незначительно его структуру.

Таким образом, происходит образование формирований, схожих внешним видом на вытянутые коридоры. В их составе выделяются звезды и газовые зоны, часто формируются новые светила. Бывают случаи, что галактики не ударяются, а только слегка соприкасаются друг с другом. Однако даже такое взаимодействие запускает цепочку необратимых процессов, которые приводят к огромным изменениям в структуре обеих галактик.

Какое будущее ожидает нашу галактику?

Как предполагают ученые, не исключено, что в далеком будущем Млечный путь сумеет поглотить крохотную по космическим размерам систему-спутник, которая расположена от нас на расстоянии 50 световых лет. Исследования показывают, что этот спутник имеет продолжительный жизненный потенциал, но при столкновении с гигантским соседом, вероятнее всего, закончит отдельное существование. Также астрономы предрекают столкновение Млечного пути и Туманности Андромеды. Галактики движутся друг другу навстречу со скоростью света. До вероятного столкновения ждать примерно три миллиарда земных лет. Однако будет ли оно на самом деле сейчас – тяжело рассуждать из-за нехватки данных о движении обеих космических систем.

Описание галактик на Kvant . Space

Портал сайт перенесет Вас в мир интересного и увлекательного космоса. Вы узнаете природу построения Вселенной, ознакомитесь со структурой известных больших галактик, их составляющими. Читая статьи о нашей галактике, нам становятся более понятными некоторые из явлений, которые можно наблюдать в ночном небе.

Все галактики от Земли находятся на огромном расстоянии. Невооруженным глазом можно увидеть только три галактики: Большое и малое Магеллановы облака и Туманность Андромеды. Все галактики сосчитать нереально. Ученые предполагают, что их количество составляет около 100 миллиардов. Пространственное расположение галактик неравномерно – одна область может содержать огромное их количество, во второй вовсе не будет ни одной даже маленькой галактики. Отделить изображение галактик от отдельных звезд астрономам не удавалось до начала 90-х годов. В это время насчитывалось около 30 галактик с отдельными звездами. Всех их причисляли к Местной группе. В 1990 году состоялось величественное событие в развитии астрономии как науки – на орбиту Земли был запущен телескоп Хаббла. Именно эта техника, а также новые наземные 10-метровые телескопы дали возможность увидеть значительно большее число разрешенных галактик.

На сегодняшний день «астрономические умы» мира ломают голову о роли темной материи в построении галактик, которая проявляет себя лишь в гравитационном взаимодействии. Например, в некоторых больших галактиках она составляет около 90% общей массы, в то время как карликовые галактики могут вовсе ее не содержать.

Эволюция галактик

Ученые считают, что возникновение галактик – это естественный этап эволюции Вселенной, который проходил под воздействием сил гравитации. Приблизительно 14 млрд. лет тому назад началось формирование протоскоплений в первичном веществе. Далее, под воздействием различных динамических процессов состоялось выделение галактических групп. Изобилие форм галактик объясняется разнообразием начальных условий в их формировании.

На сжатие галактики уходит около 3 млрд. лет. За данный период времени газовое облако превращается в звездную систему. Образование звезд происходит под воздействием гравитационного сжатия газовых облаков. После достижения в центре облака определенной температуры и плотности, достаточной для начала термоядерных реакций, образуется новая звезда. Массивные звезды образованы из термоядерных химических элементов, по массе превосходящих гелий. Данные элементы создают первичную гелиево-водородную среду. Во время грандиозных взрывов сверхновых звезд образуются элементы, тяжелее железа. Из этого следует, что галактика состоит из двух поколений звезд. Первое поколение – это наиболее старые звезды, состоящие из гелия, водорода и очень небольшого количества тяжелых элементов. Звезды второго поколения обладают более заметной примесью тяжелых элементов, поскольку они формируются из первичного газа, обогащенного тяжелыми элементами.

В современной астрономии галактикам как космическим структурам отводится отдельное место. В деталях изучаются виды галактик, особенности их взаимодействия, сходства и отличия, делается прогноз их будущего. Эта область содержит еще много непонятного, того, что требует дополнительного изучения. Современная наука решила много вопросов относительно видов построения галактик, но осталось также много белых пятен, связанных с образованием этих космических систем. Современные темпы модернизации исследовательской техники, разработка новых методологий исследования космических тел дают надежды на значительный прорыв в будущем. Так или иначе, галактики всегда будут в центре научных исследований. И основано это не только на человеческом любопытстве. Получив данные о закономерностях развития космических систем, мы сможем спрогнозировать будущее нашей галактики под названием Млечный путь.

Самые интересные новости, научные, авторские статьи об изучении галактик Вам предоставит портал сайт. Здесь Вы сможете найти захватывающие видео, качественные снимки со спутников и телескопов, которые не оставляют равнодушными. Погружайтесь в мир неизведанного космоса вместе с нами!

Большой Энциклопедический словарь

Внегалактические туманности или островные Вселенные, гигантские звездные системы, содержащие также межзвездный газ и пыль. Солнечная система входит в нашу Галактику Млечный Путь. Все космическое пространство до пределов, куда могут проникнуть… … Энциклопедия Кольера

Гигантские (до сотен млрд. звёзд) звёздные системы; к ним относится, в частности, наша Галактика. Галактики подразделяются на эллиптические (Е), спиральные (S) и неправильные (Ir). Ближайшие к нам галактики Магеллановы Облака (Ir) и туманность… … Энциклопедический словарь

Гигантские звёздные системы, подобные нашей звёздной системе Галактике (См. Галактика), в состав которой входит Солнечная система. (Термин «галактики», в отличие от термина «Галактика», пишут со строчной буквы.) Устаревшие название Г.… …

Гигантские (до сотен млрд. звезд) звездные системы; к ним относится, в частности, наша Галактика. Галактики подразделяются на эллиптические (Е), спиральные (S) и неправильные (Ir). Ближайшие к нам галактики Магеллановы Облака (Ir) и туманность… … Астрономический словарь

Галактики — гигантские звездные системы с числом звезд от десятков до сотен миллиардов в каждой. Современные оценки дают около 150 млн галактик в известной нам Метагалактике. Галактики подразделяются на эллиптические (обозначаются в астрономии буквой Е),… … Начала современного естествознания

Гигантские (до сотен млрд. звёзд) звёздные системы; к ним относится, в частности, наша Галактика. Г. подразделяются на эллип тич. (Е), спиральные (S) и неправильные (Ir). Ближайшие к нам Г. Магеллановы Облака (Ir) и туманность Андромеды (S). Г.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Галактика Водоворот (M51) и её спутник NGC 5195. Фотография обсерватории Китт Пик. Взаимодействующие галактики галактики, расположенные в пространстве достаточно близко, чтобы взаимная гравитация существенно в … Википедия

Звёздные системы, отличающиеся по форме от спиральных и эллиптических хаотичностью, клочковатостью. Иногда встречаются Н. г., не имеющие чёткой формы, аморфные. Они состоят из звёзд с примесью пыли, в то время как большинство Н. г.… … Большая советская энциклопедия

— … Википедия

Книги

  • Галактики , Аведисова Вета Сергеевна, Сурдин Владимир Георгиевич, Вибе Дмитрий Зигфридович. Четвертая книга из серии «Астрономия и астрофизика» содержит обзор современных представлений о гигантских звездных системах — галактиках. Рассказано об истории открытия галактик, об их…
  • Галактики , Сурдин В.Г.. Четвертая книга из серии «Астрономия и астрофизика» содержит обзор современных представлений о гигантских звездных системах — галактиках. Рассказано об истории открытия галактик, об их…

Какое расстояние до ближайшей галактики? March 12th, 2013

Ученые впервые смогли замерить точное расстояние до ближайшей от нас галактики. Эта карликовая галактика известна под названием Большое Магелланово Облако . Она расположена от нас на расстоянии 163 тысячи световых лет или 49,97 килопарсек, если быть точными.

Галактика Большое Магелланово Облако медленно плавает в космическом пространстве, обходя нашу галактику Млечный Путь вокруг подобно тому, как Луна вращается вокруг Земли.

Огромные облака газа в районе галактики медленно рассеиваются, в результате чего образуются новые звезды, которые освещают своим светом межзвездное пространство, создавая яркие красочные космические пейзажи. Эти пейзажи смог запечатлеть на фото космический телескоп «Хаббл» .


Мелкая галактика Большое Магелланово Облако включает туманность Тарантул — самую яркую звездную колыбель в космосе по соседству с нами — в ней замечены признаки образования новых звезд.

Ученые смогли сделать вычисления, наблюдая за редкими близкими парами звезд, известными как затменно-двойные звезды . Эти пары звезд гравитационно связаны друг с другом, а когда одна из звезд затмевает другую, как видно наблюдателю с Земли, общая яркость системы снижается.

Если сравнить яркость звезд, можно с невероятной точностью таким образом вычислять точное расстояния до них.

Определение точного расстояния до космических объектов очень важно для понимания размеров и возраста нашей Вселенной. Пока вопрос остается открытым: какова по размерам наша Вселенная точно никто из ученых пока сказать не может.

После того, как астрономам удалось добиться такой точности в определение расстояний в космосе, они смогут заняться и более дальними объектами и, в конечном итоге, смогут вычислить размеры Вселенной.

Также новые возможности позволят более точно определить скорость расширения нашей Вселенной, а также более точно вычислить постоянную Хаббла . Этот коэффициент был назван в честь Эдвина П. Хаббла, американского астронома, который в 1929 году доказал, что наша Вселенная постоянно расширяется с самого начала своего существования.

Расстояние между галактиками

Галактика Большое Магелланово Облако — ближайшая от нас карликовая галактика, а вот крупной по размерам галактикой — нашей соседкой считается спиральная галактика Андромеды , которая находится от нас на расстоянии примерно 2,52 миллиона световых лет.

Расстояние между нашей галактикой и галактикой Андромеды постепенно сокращается. Они приближаются друг к другу со скоростью примерно 100-140 километров в секунду, хотя и встретятся очень нескоро, а точнее, через 3-4 миллиарда лет.

Возможно, именно так будет выглядеть ночное небо для земного наблюдателя через несколько миллиардов лет

Расстояния между галактиками, таким образом, могут быть самыми разными на разных этапах времени, так как они постоянно находятся в динамике.

Масштабы Вселенной

Видимая Вселенная имеет невероятный по размерам диаметр, который составляет миллиарды, а может быть и десятки миллиардов световых лет. Многие объекты, которые мы можем видеть с помощью телескопов, уже давно не существуют или выглядят совсем иначе, потому что свет до них шел невероятно долго.

Предлагаемая серия иллюстраций поможет вам представить хотя бы в общих чертах масштабы нашей Вселенной.

Солнечная система со своими крупнейшими объектами (планетами и карликовыми планетами)

Солнце (в центре) и ближайшие к нему звезды

Галактика Млечный путь с указанием группы ближайших от Солнечной системы звездных систем

Группа ближайших галактик, включающая более 50 галактик, число которых постоянно увеличивается по мере открытия новых.

Местное сверхскопление галактик (Сверхскопление Девы). Размер — около 200 миллионов световых лет

Группа сверхскоплений галактик

Видимая Вселенная

Сколько галактик во Вселенной?

Одни считают Вселенную бесконечной, другие находят утешение в том, что у нее может быть конец. На протяжении веков освоения космоса единственной несомненной вещью, возможно, является тот факт, что Вселенная никогда не будет нанесена на карту.

Почему это? Это из-за бесконечных галактик, которые, кажется, появляются слева и справа, их размеров, расстояний и других аспектов. Так сколько же галактик во Вселенной? В настоящее время наблюдаемая Вселенная, имеющая радиус 46,5 миллиардов световых лет, содержит, по-видимому, не менее двух триллионов галактик.

Наша галактика Млечный Путь — лишь одна из этих многочисленных галактик, и ее даже не считают большой галактикой. Он простирается на 105 700 световых лет в диаметре и может содержать не менее 100 миллиардов планет и около 400 миллиардов звезд.

Теперь, если бы мы представили, сколько планет и звезд могло бы быть в этих 2 триллионах галактик, нам, вероятно, пришлось бы выбросить наши калькуляторы. Это особенно верно, поскольку некоторые галактики в несколько раз больше нашей Галактики Млечный Путь.

 

Самая большая из когда-либо обнаруженных галактик

Самая большая галактика, когда-либо обнаруженная в нашей Вселенной, — это сверхгигантская эллиптическая галактика, обозначенная как IC 1101. Эта галактика содержит более 100 триллионов звезд и простирается на более чем 5,5 миллионов световых лет в поперечнике. .

IC 1101 примерно в 50 раз больше нашей Галактики Млечный Путь и находится примерно в 1 миллиарде световых лет / 320 мегапарсеках от нас.

Сколько галактик в Млечном Пути?

Наш собственный Млечный Путь имеет несколько галактик-спутников, которые являются очень маленькими галактиками, гравитационно связанными с более крупными. Эти маленькие галактики были или находятся в процессе интеграции/поглощения своими более крупными собратьями.

Галактика Млечный Путь имеет галактики-спутники, такие как Большое и Малое Магеллановы Облака. В Млечном Пути насчитывается около пятидесяти галактик, крупнейшей из которых является Большое Магелланово Облако. Эта галактика-спутник имеет диаметр всего 14 000 световых лет.

В Большом Магеллановом Облаке может находиться до 10 миллиардов звезд. Эта маленькая галактика столкнется с нашим Млечным Путем примерно через 2,4 миллиарда лет.

Сколько галактик во Вселенной 2020?

В настоящее время, в 2020 году, по оценкам, в наблюдаемой Вселенной насчитывается около 2 триллионов галактик. Каждая галактика уникальна, ее размеры варьируются от 10 000 световых лет до сотен световых лет.

Галактики делятся на пять категорий: спиральные, спиральные с перемычкой, линзообразные, эллиптические и неправильные. Наша галактика Млечный Путь представляет собой спиральную галактику с перемычкой.

Является ли Млечный Путь большой галактикой?

Млечный Путь считается галактикой среднего размера. Он простирается на 105 700 световых лет в диаметре и может содержать не менее 100 миллиардов планет и около 400 миллиардов звезд.

Итак, если Млечный Путь — это обычная галактика, то как выглядит гигантская галактика? Ну, он хотел бы IC 1101, которая в настоящее время является самой большой из когда-либо обнаруженных галактик.

IC 1101 более чем в 50 раз больше, чем Млечный Путь. Она простирается более чем на 5,5 миллионов световых лет в поперечнике. В этой галактике могут быть триллионы звезд и планет.

Могут ли люди путешествовать в другую галактику?

Люди могли бы путешествовать в другие галактики, но используемые технологии будут сильно отличаться от того, что мы имеем сейчас. Галактики удалены друг от друга на тысячи или даже миллионы световых лет; расстояние почти непостижимо.

Технология, необходимая для межгалактических путешествий, выходит далеко за рамки наших нынешних возможностей. В основном они посвящены спекуляциям, гипотезам или научной фантастике.

Достижение скорости света имеет решающее значение для межгалактических космических путешествий, и это создает свои проблемы и ограничения. Даже если бы мы путешествовали со скоростью света, в лучшем случае нам потребовались бы тысячи лет, чтобы добраться до другой галактики.

Возьмем, к примеру, Большое Магелланово Облако, которое является одной из ближайших к нашему Млечному Пути галактик. Эта маленькая и малая галактика расположена на расстоянии около 158 200 световых лет от нас.

Таким образом, вам потребуется 158 200 лет, чтобы добраться до него, а это предполагает постоянное путешествие со скоростью света, что также создает много проблем.

Для этого нам потребуется бесконечное количество энергии, а мы даже не начали говорить о еде или водных ресурсах. Как мы видим, воду на других небесных объектах найти довольно сложно.

Где взять воду в таких поездках? И, черт возьми, воду найти проще, чем еду. Где мы найдем еду, путешествуя в другие галактики?

Как видите, проблем с межгалактическими путешествиями столько, что это может показаться невозможным; однако однажды мы сможем сделать это возможным.

Человечеству могут быть доступны гораздо лучшие способы путешествовать в космосе, чем просто со скоростью света. Если эти варианты останутся чисто гипотетическими, как, например, долгожданные червоточины, то мы действительно застряли в собственной галактике.

Другим аспектом, который мы должны принять во внимание, является тот факт, что галактики движутся так же, как планеты и звезды. Доказано, что многие галактики удаляются от нас все дальше и дальше.

Если мы хотим добраться до других галактик, наш лучший шанс — направиться прямо к галактике, которая приближается к нам, например к галактике Андромеды.

Галактика Андромеды движется к столкновению с нашей Галактикой Млечный Путь; однако это произойдет примерно через 4,5 миллиарда лет. Это число слишком велико, чтобы помочь нам в наших межгалактических космических путешествиях.

Сколько существует вселенных?

Поскольку Вселенная настолько обширна и сложна, можно предположить, что существуют и другие Вселенные. В настоящее время нам известна только одна Вселенная, и это Вселенная, в которой мы уже живем.

Существование других вселенных определенно кажется возможным; тем не менее, мы все еще находимся в процессе изучения своих собственных, прежде чем охотиться за другими.

Мы слишком мало знаем о нашей Вселенной, и ее расшифровка является ключом к выяснению того, существуют ли другие Вселенные.

Знаете ли вы?
  • Нашему Солнцу требуется около 250 миллионов лет, чтобы совершить оборот вокруг галактики Млечный Путь. Это означает, что Солнце с момента своего рождения уже совершило около 20 оборотов вокруг галактики.
  • Мы все вращаемся вокруг черной дыры, расположенной в галактическом центре Млечного Пути, обозначенной как Стрелец A*.
  • Считается, что в галактике Млечный Путь на каждую звезду приходится около двух планет-изгоев. Это планеты, выброшенные из своей солнечной системы. Это может произойти в результате столкновений или если их Солнце претерпело звездную эволюцию и потеряло над ними контроль.
  • Самые отдаленные области Млечного Пути позволяют предположить, что за последние 10 миллиардов лет он не подвергался никаким слияниям с крупными галактиками.
  • Галактика Сомбреро — один из самых массивных объектов, расположенных в скоплении галактик Девы. В нем около 100 миллиардов звезд, и он расположен примерно в 31,1 миллионах световых лет / 9,55 мегапарсеках от нашей Солнечной системы. Эта галактика имеет диаметр примерно 49 000 световых лет, что составляет 30% размера нашей Галактики Млечный Путь.
  • Галактики, такие как галактика Сомбреро, демонстрируют, что размер галактики не обязательно может давать большее или меньшее количество звезд.
Источники:
  1. Википедия
  2. НАСА
  3. Космос
  4. Национальная география
  5. Форбс
Источники фото:
  • https://thevoidabovenet.files.wordpress.com/2018/09/screenshot_20180912-204939.png?w=1080
  • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/Eso1021d.jpg/1247px-Eso1021d.jpg
  • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/81/07-Laniakea_%28LofE07240%29.png/1200px-07-Laniakea_%28LofE07240%29.png
  • https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800/2017/evidenceofim. png
  • https://images.theconversation.com/files/69707/original/image-20150122-29832-17j22fj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=926&fit=clip
  • https://www.parhlo.com/wp-content/uploads/2016/12/09-1.jpg
  • https://media3.s-nbcnews.com/j/newscms/2017_24/2035056/170612-multiverse-mn-1515_266eac1decce12ae64fed27574746675.fit-2000w.jpg

Сколько существует галактик?

(Изображение предоставлено: ЕКА/Хаббл и НАСА, Ф. Пако, Д. Коу)

Галактики — это огромные скопления звезд, населяющих нашу Вселенную. Но сколько там галактик? Сосчитать их кажется невыполнимой задачей. Одной из проблем являются чистые числа — как только счет достигает миллиардов, требуется время, чтобы выполнить сложение. Другая проблема заключается в ограниченности наших инструментов. Чтобы получить наилучший обзор, телескоп должен иметь большую апертуру (диаметр главного зеркала или линзы) и располагаться над атмосферой, чтобы избежать искажений от земного воздуха.

Возможно, наиболее резонансным примером этого факта является экстремальное глубокое поле Хаббла (XDF), изображение, полученное путем объединения фотографий, полученных за 10 лет с космического телескопа Хаббла. По данным НАСА, телескоп наблюдал за небольшим участком неба при повторных посещениях в общей сложности 50 дней. Если вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, чтобы закрыть луну, область XDF будет размером с булавочную головку. Собирая слабый свет в течение многих часов наблюдений, XDF выявил тысячи галактик, как близких, так и очень далеких, что сделало его самым глубоким изображением Вселенной, когда-либо сделанным в то время. Итак, если это единственное маленькое пятно содержит тысячи, представьте, сколько еще галактик можно найти в других пятнах.

Хотя оценки разных экспертов различаются, приемлемый диапазон составляет от 100 до 200 миллиардов галактик, сказал Марио Ливио, астрофизик из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. Ожидается, что космический телескоп Джеймса Уэбба предоставит еще больше информации о ранних галактиках во Вселенной, сообщает The Astrophysical Journal.

Вглубь

Космический телескоп Хаббл использовался для изучения галактик и их количества. (Изображение предоставлено Getty Images)

По словам Ливио, космический телескоп Хаббл успешно подсчитывает и оценивает галактики. Телескоп, запущенный в 1990 году, изначально имел искажение на своем главном зеркале, которое было исправлено во время посещения шаттла в 1993 году. Хаббл также прошел несколько модернизаций и сервисных визитов до последней миссии шаттла в мае 2009 года.

Статьи по теме

В 1995 году астрономы направили телескоп на пустую область Большой Медведицы и собрали 10-дневные наблюдения. По данным Государственного университета Вебера, в результате на одном кадре было примерно 3000 тусклых галактик с 30-й звездной величиной . (Для сравнения, Полярная звезда или Полярная звезда имеет примерно 2-ю звездную величину.) Это составное изображение называлось «Глубокое поле Хаббла» и было самым дальним из всех, что кто-либо видел во Вселенной в то время.

Поскольку телескоп Хаббл обновил свои инструменты, астрономы дважды повторили эксперимент. В 2003 и 2004 годах ученые создали сверхглубокое поле Хаббла, которое за миллион секунд экспозиции выявило около 10 000 галактик в небольшом пятне в созвездии Форнакс.

В 2012 году, снова используя модернизированные инструменты, ученые использовали телескоп, чтобы изучить часть сверхглубокого поля. Даже в этом более узком поле зрения астрономы смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи назвали это чрезвычайно глубоким полем.

В целом, Хаббл показывает примерно 100 миллиардов галактик во Вселенной или около того, но это число, вероятно, увеличится примерно до 200 миллиардов по мере совершенствования технологии телескопов в космосе, сказал Ливио Space.com.

Подсчет звезд

Космический телескоп Хаббл сделал это изображение звезд в галактике NGC 5023. (Изображение предоставлено ESA/NASA)

Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки количества галактик один и тот же. Вы берете часть неба, запечатленную телескопом (в данном случае Хабблом). Затем — используя отношение кусочка неба ко всей Вселенной — вы можете определить количество галактик во Вселенной.

«Это предполагает, что не существует большой космической дисперсии, что вселенная однородна», сказал Ливио. «У нас есть веские основания подозревать, что это так. Это космологический принцип».

Принцип восходит к общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Эйнштейн говорил, что гравитация — это искажение пространства и времени. Имея в руках это понимание, несколько ученых (включая Эйнштейна) попытались понять, как гравитация влияет на всю Вселенную.

«Самое простое предположение состоит в том, что если вы посмотрите на содержимое Вселенной с достаточно плохим зрением, оно будет выглядеть примерно одинаково везде и во всех направлениях», — заявило НАСА . «То есть материя во Вселенной однородна и изотропна при усреднении в очень больших масштабах. Это называется космологическим принципом».

Одним из примеров действия космологического принципа является космический микроволновый фон (CMB), излучение, оставшееся от ранних стадий развития Вселенной после Большого взрыва. Используя такие инструменты, как микроволновый зонд анизотропии Уилкинсона НАСА, астрономы обнаружили, что реликтовое излучение практически одинаково, куда бы вы ни посмотрели.

Изменится ли количество галактик?

По мере расширения Вселенной галактики удаляются от Земли. (Изображение предоставлено: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Измерения расширения Вселенной — путем наблюдения за галактиками, удаляющимися от нас — показывают, что ей около 13,82 миллиарда лет. Однако по мере того, как Вселенная становится старше и больше, галактики будут удаляться все дальше и дальше от Земли. Это затруднит их наблюдение в телескопы.

Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, поскольку расширение происходит за счет самой Вселенной, а не за счет объектов, путешествующих по ней). Кроме того, Вселенная ускоряется в своем расширении.

Здесь вступает в игру концепция «наблюдаемой вселенной» — вселенной, которую мы можем видеть. По словам Ливио, через 1–2 триллиона лет появятся галактики, которые мы не сможем увидеть с Земли.

«Мы можем видеть только свет от галактик, у которых было достаточно времени, чтобы достичь нас», — сказал Ливио. «Это не значит, что это все, что есть во Вселенной. Отсюда и определение наблюдаемой Вселенной».

Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути к столкновению с соседней галактикой Андромеды, и обе сольются примерно через 4 миллиарда лет. Позже другие галактики в нашей Местной группе — ближайшие к нам галактики — в конечном итоге объединятся. По словам Ливио, жителям этой будущей галактики предстоит наблюдать гораздо более темную вселенную.

«Цивилизации зародились тогда, у них не было доказательств того, что существует Вселенная со 100 миллиардами галактик», — сказал он. «Они не увидят расширения. Вероятно, они не смогут сказать, что был Большой Взрыв».

А как насчет других вселенных?

Ученые предполагают, что наша Вселенная не единственная. (Изображение предоставлено Getty Images)

По мере того, как ранняя Вселенная раздувалась, существуют некоторые теории, говорящие о том, что разные «карманы» отделились и сформировали разные вселенные. Эти разные места могут расширяться с разной скоростью, включать в себя другие типы материи и иметь другие физические законы, чем наша собственная Вселенная.

Ливио указал, что в этих других вселенных могут быть галактики — если они существуют — но сейчас у нас нет возможности узнать наверняка. Таким образом, число галактик может быть даже больше 200 миллиардов, если рассматривать другие вселенные.

В нашем собственном космосе, сказал Ливио, астрономы смогут лучше уточнить число с запуском космического телескопа Джеймса Уэбба (для которого его институт будет управлять операциями миссии и наукой). Хаббл может заглянуть в галактики, которые образовались примерно через 450 миллионов лет после Большого взрыва. Используя телескоп Джеймса Уэбба, астрономы ожидают, что смогут заглянуть на 200 миллионов лет назад после Большого взрыва.

«Цифры не сильно изменятся», — добавил Ливио, указывая на то, что первые галактики, вероятно, образовались незадолго до этого. «Таким образом, число вроде 200 миллиардов [галактик], вероятно, соответствует нашей наблюдаемой Вселенной».

Вклад Уэбба

Хотя интересно подсчитать количество галактик в нашей Вселенной, астрономов больше интересует, как галактики показывают, как образовалась Вселенная. Согласно НАСА, галактики представляют собой представление того, как была организована материя во Вселенной — по крайней мере, в крупном масштабе. (Ученых также интересуют типы частиц и квантовая механика, а именно меньшая часть спектра.) Поскольку Уэбб может оглянуться на ранние дни Вселенной, его информация поможет ученым лучше понять структуру галактик вокруг нас сегодня.

Космический телескоп Джеймса Уэбба был запущен 25 декабря 2021 года. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Изучая некоторые из самых ранних галактик и сравнивая их с сегодняшними галактиками, мы можем понять их рост и эволюцию. Уэбб также позволит ученым собрать данные о типах звезд, существовавших в этих очень ранних галактиках», — говорится в сообщении НАСА о миссии Уэбба.

«Последующие наблюдения с использованием спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут исследователям понять, как элементы тяжелее водорода формировались и накапливались по мере формирования галактик на протяжении веков. Эти исследования также раскроют подробности слияния галактик и прольют свет на сам процесс формирования галактик».

Согласно НАСА, вот некоторые из ключевых вопросов, на которые Уэбб ответит о галактиках:

  • Как формируются галактики?
  • Что придает им форму?
  • Как химические элементы распределяются по галактикам?
  • Как центральные черные дыры в галактиках влияют на галактики-хозяева?
  • Что происходит, когда маленькие и большие галактики сталкиваются или объединяются?

Ученых также интересует роль темной материи в скоплении галактик. В то время как часть Вселенной видна в таких формах, как галактики или звезды, темная материя составляет большую часть Вселенной — около 80 процентов. В то время как темная материя невидима в длинах волн света или из-за излучения энергии, исследования галактик, начиная с 1950-е указывало на то, что в них было гораздо больше массы, чем было видно невооруженным глазом.

«Компьютерные модели, созданные учеными для понимания формирования галактик, показывают, что галактики создаются, когда темная материя сливается и слипается», — сообщает НАСА.

«О ней [темной материи] можно думать как о строительных лесах Вселенной. Видимая материя, которую мы видим, собирается внутри этих строительных лесов в форме звезд и галактик. , и сближаются, образуя более крупные».

Мощные зеркала Уэбба позволят ученым наблюдать за формированием галактик, включая роль темной материи, с близкого расстояния. Хотя это исследование не дает прямого ответа на вопрос, сколько галактик во Вселенной, оно помогает ученым лучше понять процессы, лежащие в основе галактик, которые мы видим, что, в свою очередь, лучше информирует модели о галактическом населении.

Дополнительные ресурсы

На этом снимке, полученном космическим телескопом НАСА «Хаббл», вы можете увидеть тысячи галактик на одной фотографии. Чтобы узнать больше о различных типах галактик, посетите сайт NASA Hubblesite.

Библиография

«Оазисы во тьме: галактики как зонды космоса». Общество астрофизики и астрономии (2007 г.). http://sciencejedi.com/professional/talks/ynp_galaxies. pdf

«Подсчеты числа галактик — V. Сверхглубокие подсчеты: поля Гершеля и Хаббла». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 323, выпуск 4 (2001 г.). https://academic.oup.com/mnras/article/323/4/795/1102609?login=true

«Поиск галактик с большим красным смещением с помощью JWST». Астрофизический журнал (2021). https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac2a2f/meta

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Сколько существует галактик?

(Изображение предоставлено: ЕКА/Хаббл и НАСА, Ф. Пако, Д. Коу)

Галактики — это огромные скопления звезд, населяющих нашу Вселенную. Но сколько там галактик? Сосчитать их кажется невыполнимой задачей. Одной из проблем являются чистые числа — как только счет достигает миллиардов, требуется время, чтобы выполнить сложение. Другая проблема заключается в ограниченности наших инструментов. Чтобы получить наилучший обзор, телескоп должен иметь большую апертуру (диаметр главного зеркала или линзы) и располагаться над атмосферой, чтобы избежать искажений от земного воздуха.

Возможно, наиболее резонансным примером этого факта является экстремальное глубокое поле Хаббла (XDF), изображение, полученное путем объединения фотографий, полученных за 10 лет с космического телескопа Хаббла. По данным НАСА, телескоп наблюдал за небольшим участком неба при повторных посещениях в общей сложности 50 дней. Если вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, чтобы закрыть луну, область XDF будет размером с булавочную головку. Собирая слабый свет в течение многих часов наблюдений, XDF выявил тысячи галактик, как близких, так и очень далеких, что сделало его самым глубоким изображением Вселенной, когда-либо сделанным в то время. Итак, если это единственное маленькое пятно содержит тысячи, представьте, сколько еще галактик можно найти в других пятнах.

Хотя оценки разных экспертов различаются, приемлемый диапазон составляет от 100 до 200 миллиардов галактик, сказал Марио Ливио, астрофизик из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. Ожидается, что космический телескоп Джеймса Уэбба предоставит еще больше информации о ранних галактиках во Вселенной, сообщает The Astrophysical Journal.

Вглубь

Космический телескоп Хаббл использовался для изучения галактик и их количества. (Изображение предоставлено Getty Images)

По словам Ливио, космический телескоп Хаббл успешно подсчитывает и оценивает галактики. Телескоп, запущенный в 1990 году, изначально имел искажение на своем главном зеркале, которое было исправлено во время посещения шаттла в 1993 году. Хаббл также прошел несколько модернизаций и сервисных визитов до последней миссии шаттла в мае 2009 года.

Статьи по теме

В 1995 году астрономы направили телескоп на пустую область Большой Медведицы и собрали 10-дневные наблюдения. По данным Государственного университета Вебера, в результате на одном кадре было примерно 3000 тусклых галактик с 30-й звездной величиной . (Для сравнения, Полярная звезда или Полярная звезда имеет примерно 2-ю звездную величину.) Это составное изображение называлось «Глубокое поле Хаббла» и было самым дальним из всех, что кто-либо видел во Вселенной в то время.

Поскольку телескоп Хаббл обновил свои инструменты, астрономы дважды повторили эксперимент. В 2003 и 2004 годах ученые создали сверхглубокое поле Хаббла, которое за миллион секунд экспозиции выявило около 10 000 галактик в небольшом пятне в созвездии Форнакс.

В 2012 году, снова используя модернизированные инструменты, ученые использовали телескоп, чтобы изучить часть сверхглубокого поля. Даже в этом более узком поле зрения астрономы смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи назвали это чрезвычайно глубоким полем.

В целом, Хаббл показывает примерно 100 миллиардов галактик во Вселенной или около того, но это число, вероятно, увеличится примерно до 200 миллиардов по мере совершенствования технологии телескопов в космосе, сказал Ливио Space.com.

Подсчет звезд

Космический телескоп Хаббл сделал это изображение звезд в галактике NGC 5023. (Изображение предоставлено ESA/NASA)

Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки количества галактик один и тот же. Вы берете часть неба, запечатленную телескопом (в данном случае Хабблом). Затем — используя отношение кусочка неба ко всей Вселенной — вы можете определить количество галактик во Вселенной.

«Это предполагает, что не существует большой космической дисперсии, что вселенная однородна», сказал Ливио. «У нас есть веские основания подозревать, что это так. Это космологический принцип».

Принцип восходит к общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Эйнштейн говорил, что гравитация — это искажение пространства и времени. Имея в руках это понимание, несколько ученых (включая Эйнштейна) попытались понять, как гравитация влияет на всю Вселенную.

«Самое простое предположение состоит в том, что если вы посмотрите на содержимое Вселенной с достаточно плохим зрением, оно будет выглядеть примерно одинаково везде и во всех направлениях», — заявило НАСА . «То есть материя во Вселенной однородна и изотропна при усреднении в очень больших масштабах. Это называется космологическим принципом».

Одним из примеров действия космологического принципа является космический микроволновый фон (CMB), излучение, оставшееся от ранних стадий развития Вселенной после Большого взрыва. Используя такие инструменты, как микроволновый зонд анизотропии Уилкинсона НАСА, астрономы обнаружили, что реликтовое излучение практически одинаково, куда бы вы ни посмотрели.

Изменится ли количество галактик?

По мере расширения Вселенной галактики удаляются от Земли. (Изображение предоставлено: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Измерения расширения Вселенной — путем наблюдения за галактиками, удаляющимися от нас — показывают, что ей около 13,82 миллиарда лет. Однако по мере того, как Вселенная становится старше и больше, галактики будут удаляться все дальше и дальше от Земли. Это затруднит их наблюдение в телескопы.

Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, поскольку расширение происходит за счет самой Вселенной, а не за счет объектов, путешествующих по ней). Кроме того, Вселенная ускоряется в своем расширении.

Здесь вступает в игру концепция «наблюдаемой вселенной» — вселенной, которую мы можем видеть. По словам Ливио, через 1–2 триллиона лет появятся галактики, которые мы не сможем увидеть с Земли.

«Мы можем видеть только свет от галактик, у которых было достаточно времени, чтобы достичь нас», — сказал Ливио. «Это не значит, что это все, что есть во Вселенной. Отсюда и определение наблюдаемой Вселенной».

Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути к столкновению с соседней галактикой Андромеды, и обе сольются примерно через 4 миллиарда лет. Позже другие галактики в нашей Местной группе — ближайшие к нам галактики — в конечном итоге объединятся. По словам Ливио, жителям этой будущей галактики предстоит наблюдать гораздо более темную вселенную.

«Цивилизации зародились тогда, у них не было доказательств того, что существует Вселенная со 100 миллиардами галактик», — сказал он. «Они не увидят расширения. Вероятно, они не смогут сказать, что был Большой Взрыв».

А как насчет других вселенных?

Ученые предполагают, что наша Вселенная не единственная. (Изображение предоставлено Getty Images)

По мере того, как ранняя Вселенная раздувалась, существуют некоторые теории, говорящие о том, что разные «карманы» отделились и сформировали разные вселенные. Эти разные места могут расширяться с разной скоростью, включать в себя другие типы материи и иметь другие физические законы, чем наша собственная Вселенная.

Ливио указал, что в этих других вселенных могут быть галактики — если они существуют — но сейчас у нас нет возможности узнать наверняка. Таким образом, число галактик может быть даже больше 200 миллиардов, если рассматривать другие вселенные.

В нашем собственном космосе, сказал Ливио, астрономы смогут лучше уточнить число с запуском космического телескопа Джеймса Уэбба (для которого его институт будет управлять операциями миссии и наукой). Хаббл может заглянуть в галактики, которые образовались примерно через 450 миллионов лет после Большого взрыва. Используя телескоп Джеймса Уэбба, астрономы ожидают, что смогут заглянуть на 200 миллионов лет назад после Большого взрыва.

«Цифры не сильно изменятся», — добавил Ливио, указывая на то, что первые галактики, вероятно, образовались незадолго до этого. «Таким образом, число вроде 200 миллиардов [галактик], вероятно, соответствует нашей наблюдаемой Вселенной».

Вклад Уэбба

Хотя интересно подсчитать количество галактик в нашей Вселенной, астрономов больше интересует, как галактики показывают, как образовалась Вселенная. Согласно НАСА, галактики представляют собой представление того, как была организована материя во Вселенной — по крайней мере, в крупном масштабе. (Ученых также интересуют типы частиц и квантовая механика, а именно меньшая часть спектра.) Поскольку Уэбб может оглянуться на ранние дни Вселенной, его информация поможет ученым лучше понять структуру галактик вокруг нас сегодня.

Космический телескоп Джеймса Уэбба был запущен 25 декабря 2021 года. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Изучая некоторые из самых ранних галактик и сравнивая их с сегодняшними галактиками, мы можем понять их рост и эволюцию. Уэбб также позволит ученым собрать данные о типах звезд, существовавших в этих очень ранних галактиках», — говорится в сообщении НАСА о миссии Уэбба.

«Последующие наблюдения с использованием спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут исследователям понять, как элементы тяжелее водорода формировались и накапливались по мере формирования галактик на протяжении веков. Эти исследования также раскроют подробности слияния галактик и прольют свет на сам процесс формирования галактик».

Согласно НАСА, вот некоторые из ключевых вопросов, на которые Уэбб ответит о галактиках:

  • Как формируются галактики?
  • Что придает им форму?
  • Как химические элементы распределяются по галактикам?
  • Как центральные черные дыры в галактиках влияют на галактики-хозяева?
  • Что происходит, когда маленькие и большие галактики сталкиваются или объединяются?

Ученых также интересует роль темной материи в скоплении галактик. В то время как часть Вселенной видна в таких формах, как галактики или звезды, темная материя составляет большую часть Вселенной — около 80 процентов. В то время как темная материя невидима в длинах волн света или из-за излучения энергии, исследования галактик, начиная с 1950-е указывало на то, что в них было гораздо больше массы, чем было видно невооруженным глазом.

«Компьютерные модели, созданные учеными для понимания формирования галактик, показывают, что галактики создаются, когда темная материя сливается и слипается», — сообщает НАСА.

«О ней [темной материи] можно думать как о строительных лесах Вселенной. Видимая материя, которую мы видим, собирается внутри этих строительных лесов в форме звезд и галактик. , и сближаются, образуя более крупные».

Мощные зеркала Уэбба позволят ученым наблюдать за формированием галактик, включая роль темной материи, с близкого расстояния. Хотя это исследование не дает прямого ответа на вопрос, сколько галактик во Вселенной, оно помогает ученым лучше понять процессы, лежащие в основе галактик, которые мы видим, что, в свою очередь, лучше информирует модели о галактическом населении.

Дополнительные ресурсы

На этом снимке, полученном космическим телескопом НАСА «Хаббл», вы можете увидеть тысячи галактик на одной фотографии. Чтобы узнать больше о различных типах галактик, посетите сайт NASA Hubblesite.

Библиография

«Оазисы во тьме: галактики как зонды космоса». Общество астрофизики и астрономии (2007 г.). http://sciencejedi.com/professional/talks/ynp_galaxies. pdf

«Подсчеты числа галактик — V. Сверхглубокие подсчеты: поля Гершеля и Хаббла». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 323, выпуск 4 (2001 г.). https://academic.oup.com/mnras/article/323/4/795/1102609?login=true

«Поиск галактик с большим красным смещением с помощью JWST». Астрофизический журнал (2021). https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac2a2f/meta

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Сколько существует галактик?

(Изображение предоставлено: ЕКА/Хаббл и НАСА, Ф. Пако, Д. Коу)

Галактики — это огромные скопления звезд, населяющих нашу Вселенную. Но сколько там галактик? Сосчитать их кажется невыполнимой задачей. Одной из проблем являются чистые числа — как только счет достигает миллиардов, требуется время, чтобы выполнить сложение. Другая проблема заключается в ограниченности наших инструментов. Чтобы получить наилучший обзор, телескоп должен иметь большую апертуру (диаметр главного зеркала или линзы) и располагаться над атмосферой, чтобы избежать искажений от земного воздуха.

Возможно, наиболее резонансным примером этого факта является экстремальное глубокое поле Хаббла (XDF), изображение, полученное путем объединения фотографий, полученных за 10 лет с космического телескопа Хаббла. По данным НАСА, телескоп наблюдал за небольшим участком неба при повторных посещениях в общей сложности 50 дней. Если вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, чтобы закрыть луну, область XDF будет размером с булавочную головку. Собирая слабый свет в течение многих часов наблюдений, XDF выявил тысячи галактик, как близких, так и очень далеких, что сделало его самым глубоким изображением Вселенной, когда-либо сделанным в то время. Итак, если это единственное маленькое пятно содержит тысячи, представьте, сколько еще галактик можно найти в других пятнах.

Хотя оценки разных экспертов различаются, приемлемый диапазон составляет от 100 до 200 миллиардов галактик, сказал Марио Ливио, астрофизик из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. Ожидается, что космический телескоп Джеймса Уэбба предоставит еще больше информации о ранних галактиках во Вселенной, сообщает The Astrophysical Journal.

Вглубь

Космический телескоп Хаббл использовался для изучения галактик и их количества. (Изображение предоставлено Getty Images)

По словам Ливио, космический телескоп Хаббл успешно подсчитывает и оценивает галактики. Телескоп, запущенный в 1990 году, изначально имел искажение на своем главном зеркале, которое было исправлено во время посещения шаттла в 1993 году. Хаббл также прошел несколько модернизаций и сервисных визитов до последней миссии шаттла в мае 2009 года.

Статьи по теме

В 1995 году астрономы направили телескоп на пустую область Большой Медведицы и собрали 10-дневные наблюдения. По данным Государственного университета Вебера, в результате на одном кадре было примерно 3000 тусклых галактик с 30-й звездной величиной . (Для сравнения, Полярная звезда или Полярная звезда имеет примерно 2-ю звездную величину.) Это составное изображение называлось «Глубокое поле Хаббла» и было самым дальним из всех, что кто-либо видел во Вселенной в то время.

Поскольку телескоп Хаббл обновил свои инструменты, астрономы дважды повторили эксперимент. В 2003 и 2004 годах ученые создали сверхглубокое поле Хаббла, которое за миллион секунд экспозиции выявило около 10 000 галактик в небольшом пятне в созвездии Форнакс.

В 2012 году, снова используя модернизированные инструменты, ученые использовали телескоп, чтобы изучить часть сверхглубокого поля. Даже в этом более узком поле зрения астрономы смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи назвали это чрезвычайно глубоким полем.

В целом, Хаббл показывает примерно 100 миллиардов галактик во Вселенной или около того, но это число, вероятно, увеличится примерно до 200 миллиардов по мере совершенствования технологии телескопов в космосе, сказал Ливио Space.com.

Подсчет звезд

Космический телескоп Хаббл сделал это изображение звезд в галактике NGC 5023. (Изображение предоставлено ESA/NASA)

Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки количества галактик один и тот же. Вы берете часть неба, запечатленную телескопом (в данном случае Хабблом). Затем — используя отношение кусочка неба ко всей Вселенной — вы можете определить количество галактик во Вселенной.

«Это предполагает, что не существует большой космической дисперсии, что вселенная однородна», сказал Ливио. «У нас есть веские основания подозревать, что это так. Это космологический принцип».

Принцип восходит к общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Эйнштейн говорил, что гравитация — это искажение пространства и времени. Имея в руках это понимание, несколько ученых (включая Эйнштейна) попытались понять, как гравитация влияет на всю Вселенную.

«Самое простое предположение состоит в том, что если вы посмотрите на содержимое Вселенной с достаточно плохим зрением, оно будет выглядеть примерно одинаково везде и во всех направлениях», — заявило НАСА . «То есть материя во Вселенной однородна и изотропна при усреднении в очень больших масштабах. Это называется космологическим принципом».

Одним из примеров действия космологического принципа является космический микроволновый фон (CMB), излучение, оставшееся от ранних стадий развития Вселенной после Большого взрыва. Используя такие инструменты, как микроволновый зонд анизотропии Уилкинсона НАСА, астрономы обнаружили, что реликтовое излучение практически одинаково, куда бы вы ни посмотрели.

Изменится ли количество галактик?

По мере расширения Вселенной галактики удаляются от Земли. (Изображение предоставлено: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Измерения расширения Вселенной — путем наблюдения за галактиками, удаляющимися от нас — показывают, что ей около 13,82 миллиарда лет. Однако по мере того, как Вселенная становится старше и больше, галактики будут удаляться все дальше и дальше от Земли. Это затруднит их наблюдение в телескопы.

Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, поскольку расширение происходит за счет самой Вселенной, а не за счет объектов, путешествующих по ней). Кроме того, Вселенная ускоряется в своем расширении.

Здесь вступает в игру концепция «наблюдаемой вселенной» — вселенной, которую мы можем видеть. По словам Ливио, через 1–2 триллиона лет появятся галактики, которые мы не сможем увидеть с Земли.

«Мы можем видеть только свет от галактик, у которых было достаточно времени, чтобы достичь нас», — сказал Ливио. «Это не значит, что это все, что есть во Вселенной. Отсюда и определение наблюдаемой Вселенной».

Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути к столкновению с соседней галактикой Андромеды, и обе сольются примерно через 4 миллиарда лет. Позже другие галактики в нашей Местной группе — ближайшие к нам галактики — в конечном итоге объединятся. По словам Ливио, жителям этой будущей галактики предстоит наблюдать гораздо более темную вселенную.

«Цивилизации зародились тогда, у них не было доказательств того, что существует Вселенная со 100 миллиардами галактик», — сказал он. «Они не увидят расширения. Вероятно, они не смогут сказать, что был Большой Взрыв».

А как насчет других вселенных?

Ученые предполагают, что наша Вселенная не единственная. (Изображение предоставлено Getty Images)

По мере того, как ранняя Вселенная раздувалась, существуют некоторые теории, говорящие о том, что разные «карманы» отделились и сформировали разные вселенные. Эти разные места могут расширяться с разной скоростью, включать в себя другие типы материи и иметь другие физические законы, чем наша собственная Вселенная.

Ливио указал, что в этих других вселенных могут быть галактики — если они существуют — но сейчас у нас нет возможности узнать наверняка. Таким образом, число галактик может быть даже больше 200 миллиардов, если рассматривать другие вселенные.

В нашем собственном космосе, сказал Ливио, астрономы смогут лучше уточнить число с запуском космического телескопа Джеймса Уэбба (для которого его институт будет управлять операциями миссии и наукой). Хаббл может заглянуть в галактики, которые образовались примерно через 450 миллионов лет после Большого взрыва. Используя телескоп Джеймса Уэбба, астрономы ожидают, что смогут заглянуть на 200 миллионов лет назад после Большого взрыва.

«Цифры не сильно изменятся», — добавил Ливио, указывая на то, что первые галактики, вероятно, образовались незадолго до этого. «Таким образом, число вроде 200 миллиардов [галактик], вероятно, соответствует нашей наблюдаемой Вселенной».

Вклад Уэбба

Хотя интересно подсчитать количество галактик в нашей Вселенной, астрономов больше интересует, как галактики показывают, как образовалась Вселенная. Согласно НАСА, галактики представляют собой представление того, как была организована материя во Вселенной — по крайней мере, в крупном масштабе. (Ученых также интересуют типы частиц и квантовая механика, а именно меньшая часть спектра.) Поскольку Уэбб может оглянуться на ранние дни Вселенной, его информация поможет ученым лучше понять структуру галактик вокруг нас сегодня.

Космический телескоп Джеймса Уэбба был запущен 25 декабря 2021 года. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Изучая некоторые из самых ранних галактик и сравнивая их с сегодняшними галактиками, мы можем понять их рост и эволюцию. Уэбб также позволит ученым собрать данные о типах звезд, существовавших в этих очень ранних галактиках», — говорится в сообщении НАСА о миссии Уэбба.

«Последующие наблюдения с использованием спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут исследователям понять, как элементы тяжелее водорода формировались и накапливались по мере формирования галактик на протяжении веков. Эти исследования также раскроют подробности слияния галактик и прольют свет на сам процесс формирования галактик».

Согласно НАСА, вот некоторые из ключевых вопросов, на которые Уэбб ответит о галактиках:

  • Как формируются галактики?
  • Что придает им форму?
  • Как химические элементы распределяются по галактикам?
  • Как центральные черные дыры в галактиках влияют на галактики-хозяева?
  • Что происходит, когда маленькие и большие галактики сталкиваются или объединяются?

Ученых также интересует роль темной материи в скоплении галактик. В то время как часть Вселенной видна в таких формах, как галактики или звезды, темная материя составляет большую часть Вселенной — около 80 процентов. В то время как темная материя невидима в длинах волн света или из-за излучения энергии, исследования галактик, начиная с 1950-е указывало на то, что в них было гораздо больше массы, чем было видно невооруженным глазом.

«Компьютерные модели, созданные учеными для понимания формирования галактик, показывают, что галактики создаются, когда темная материя сливается и слипается», — сообщает НАСА.

«О ней [темной материи] можно думать как о строительных лесах Вселенной. Видимая материя, которую мы видим, собирается внутри этих строительных лесов в форме звезд и галактик. , и сближаются, образуя более крупные».

Мощные зеркала Уэбба позволят ученым наблюдать за формированием галактик, включая роль темной материи, с близкого расстояния. Хотя это исследование не дает прямого ответа на вопрос, сколько галактик во Вселенной, оно помогает ученым лучше понять процессы, лежащие в основе галактик, которые мы видим, что, в свою очередь, лучше информирует модели о галактическом населении.

Дополнительные ресурсы

На этом снимке, полученном космическим телескопом НАСА «Хаббл», вы можете увидеть тысячи галактик на одной фотографии. Чтобы узнать больше о различных типах галактик, посетите сайт NASA Hubblesite.

Библиография

«Оазисы во тьме: галактики как зонды космоса». Общество астрофизики и астрономии (2007 г.). http://sciencejedi.com/professional/talks/ynp_galaxies. pdf

«Подсчеты числа галактик — V. Сверхглубокие подсчеты: поля Гершеля и Хаббла». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 323, выпуск 4 (2001 г.). https://academic.oup.com/mnras/article/323/4/795/1102609?login=true

«Поиск галактик с большим красным смещением с помощью JWST». Астрофизический журнал (2021). https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac2a2f/meta

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Сколько существует галактик?

(Изображение предоставлено: ЕКА/Хаббл и НАСА, Ф. Пако, Д. Коу)

Галактики — это огромные скопления звезд, населяющих нашу Вселенную. Но сколько там галактик? Сосчитать их кажется невыполнимой задачей. Одной из проблем являются чистые числа — как только счет достигает миллиардов, требуется время, чтобы выполнить сложение. Другая проблема заключается в ограниченности наших инструментов. Чтобы получить наилучший обзор, телескоп должен иметь большую апертуру (диаметр главного зеркала или линзы) и располагаться над атмосферой, чтобы избежать искажений от земного воздуха.

Возможно, наиболее резонансным примером этого факта является экстремальное глубокое поле Хаббла (XDF), изображение, полученное путем объединения фотографий, полученных за 10 лет с космического телескопа Хаббла. По данным НАСА, телескоп наблюдал за небольшим участком неба при повторных посещениях в общей сложности 50 дней. Если вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, чтобы закрыть луну, область XDF будет размером с булавочную головку. Собирая слабый свет в течение многих часов наблюдений, XDF выявил тысячи галактик, как близких, так и очень далеких, что сделало его самым глубоким изображением Вселенной, когда-либо сделанным в то время. Итак, если это единственное маленькое пятно содержит тысячи, представьте, сколько еще галактик можно найти в других пятнах.

Хотя оценки разных экспертов различаются, приемлемый диапазон составляет от 100 до 200 миллиардов галактик, сказал Марио Ливио, астрофизик из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. Ожидается, что космический телескоп Джеймса Уэбба предоставит еще больше информации о ранних галактиках во Вселенной, сообщает The Astrophysical Journal.

Вглубь

Космический телескоп Хаббл использовался для изучения галактик и их количества. (Изображение предоставлено Getty Images)

По словам Ливио, космический телескоп Хаббл успешно подсчитывает и оценивает галактики. Телескоп, запущенный в 1990 году, изначально имел искажение на своем главном зеркале, которое было исправлено во время посещения шаттла в 1993 году. Хаббл также прошел несколько модернизаций и сервисных визитов до последней миссии шаттла в мае 2009 года.

Статьи по теме

В 1995 году астрономы направили телескоп на пустую область Большой Медведицы и собрали 10-дневные наблюдения. По данным Государственного университета Вебера, в результате на одном кадре было примерно 3000 тусклых галактик с 30-й звездной величиной . (Для сравнения, Полярная звезда или Полярная звезда имеет примерно 2-ю звездную величину.) Это составное изображение называлось «Глубокое поле Хаббла» и было самым дальним из всех, что кто-либо видел во Вселенной в то время.

Поскольку телескоп Хаббл обновил свои инструменты, астрономы дважды повторили эксперимент. В 2003 и 2004 годах ученые создали сверхглубокое поле Хаббла, которое за миллион секунд экспозиции выявило около 10 000 галактик в небольшом пятне в созвездии Форнакс.

В 2012 году, снова используя модернизированные инструменты, ученые использовали телескоп, чтобы изучить часть сверхглубокого поля. Даже в этом более узком поле зрения астрономы смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи назвали это чрезвычайно глубоким полем.

В целом, Хаббл показывает примерно 100 миллиардов галактик во Вселенной или около того, но это число, вероятно, увеличится примерно до 200 миллиардов по мере совершенствования технологии телескопов в космосе, сказал Ливио Space.com.

Подсчет звезд

Космический телескоп Хаббл сделал это изображение звезд в галактике NGC 5023. (Изображение предоставлено ESA/NASA)

Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки количества галактик один и тот же. Вы берете часть неба, запечатленную телескопом (в данном случае Хабблом). Затем — используя отношение кусочка неба ко всей Вселенной — вы можете определить количество галактик во Вселенной.

«Это предполагает, что не существует большой космической дисперсии, что вселенная однородна», сказал Ливио. «У нас есть веские основания подозревать, что это так. Это космологический принцип».

Принцип восходит к общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Эйнштейн говорил, что гравитация — это искажение пространства и времени. Имея в руках это понимание, несколько ученых (включая Эйнштейна) попытались понять, как гравитация влияет на всю Вселенную.

«Самое простое предположение состоит в том, что если вы посмотрите на содержимое Вселенной с достаточно плохим зрением, оно будет выглядеть примерно одинаково везде и во всех направлениях», — заявило НАСА . «То есть материя во Вселенной однородна и изотропна при усреднении в очень больших масштабах. Это называется космологическим принципом».

Одним из примеров действия космологического принципа является космический микроволновый фон (CMB), излучение, оставшееся от ранних стадий развития Вселенной после Большого взрыва. Используя такие инструменты, как микроволновый зонд анизотропии Уилкинсона НАСА, астрономы обнаружили, что реликтовое излучение практически одинаково, куда бы вы ни посмотрели.

Изменится ли количество галактик?

По мере расширения Вселенной галактики удаляются от Земли. (Изображение предоставлено: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Измерения расширения Вселенной — путем наблюдения за галактиками, удаляющимися от нас — показывают, что ей около 13,82 миллиарда лет. Однако по мере того, как Вселенная становится старше и больше, галактики будут удаляться все дальше и дальше от Земли. Это затруднит их наблюдение в телескопы.

Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, поскольку расширение происходит за счет самой Вселенной, а не за счет объектов, путешествующих по ней). Кроме того, Вселенная ускоряется в своем расширении.

Здесь вступает в игру концепция «наблюдаемой вселенной» — вселенной, которую мы можем видеть. По словам Ливио, через 1–2 триллиона лет появятся галактики, которые мы не сможем увидеть с Земли.

«Мы можем видеть только свет от галактик, у которых было достаточно времени, чтобы достичь нас», — сказал Ливио. «Это не значит, что это все, что есть во Вселенной. Отсюда и определение наблюдаемой Вселенной».

Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути к столкновению с соседней галактикой Андромеды, и обе сольются примерно через 4 миллиарда лет. Позже другие галактики в нашей Местной группе — ближайшие к нам галактики — в конечном итоге объединятся. По словам Ливио, жителям этой будущей галактики предстоит наблюдать гораздо более темную вселенную.

«Цивилизации зародились тогда, у них не было доказательств того, что существует Вселенная со 100 миллиардами галактик», — сказал он. «Они не увидят расширения. Вероятно, они не смогут сказать, что был Большой Взрыв».

А как насчет других вселенных?

Ученые предполагают, что наша Вселенная не единственная. (Изображение предоставлено Getty Images)

По мере того, как ранняя Вселенная раздувалась, существуют некоторые теории, говорящие о том, что разные «карманы» отделились и сформировали разные вселенные. Эти разные места могут расширяться с разной скоростью, включать в себя другие типы материи и иметь другие физические законы, чем наша собственная Вселенная.

Ливио указал, что в этих других вселенных могут быть галактики — если они существуют — но сейчас у нас нет возможности узнать наверняка. Таким образом, число галактик может быть даже больше 200 миллиардов, если рассматривать другие вселенные.

В нашем собственном космосе, сказал Ливио, астрономы смогут лучше уточнить число с запуском космического телескопа Джеймса Уэбба (для которого его институт будет управлять операциями миссии и наукой). Хаббл может заглянуть в галактики, которые образовались примерно через 450 миллионов лет после Большого взрыва. Используя телескоп Джеймса Уэбба, астрономы ожидают, что смогут заглянуть на 200 миллионов лет назад после Большого взрыва.

«Цифры не сильно изменятся», — добавил Ливио, указывая на то, что первые галактики, вероятно, образовались незадолго до этого. «Таким образом, число вроде 200 миллиардов [галактик], вероятно, соответствует нашей наблюдаемой Вселенной».

Вклад Уэбба

Хотя интересно подсчитать количество галактик в нашей Вселенной, астрономов больше интересует, как галактики показывают, как образовалась Вселенная. Согласно НАСА, галактики представляют собой представление того, как была организована материя во Вселенной — по крайней мере, в крупном масштабе. (Ученых также интересуют типы частиц и квантовая механика, а именно меньшая часть спектра.) Поскольку Уэбб может оглянуться на ранние дни Вселенной, его информация поможет ученым лучше понять структуру галактик вокруг нас сегодня.

Космический телескоп Джеймса Уэбба был запущен 25 декабря 2021 года. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Изучая некоторые из самых ранних галактик и сравнивая их с сегодняшними галактиками, мы можем понять их рост и эволюцию. Уэбб также позволит ученым собрать данные о типах звезд, существовавших в этих очень ранних галактиках», — говорится в сообщении НАСА о миссии Уэбба.

«Последующие наблюдения с использованием спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут исследователям понять, как элементы тяжелее водорода формировались и накапливались по мере формирования галактик на протяжении веков. Эти исследования также раскроют подробности слияния галактик и прольют свет на сам процесс формирования галактик».

Согласно НАСА, вот некоторые из ключевых вопросов, на которые Уэбб ответит о галактиках:

  • Как формируются галактики?
  • Что придает им форму?
  • Как химические элементы распределяются по галактикам?
  • Как центральные черные дыры в галактиках влияют на галактики-хозяева?
  • Что происходит, когда маленькие и большие галактики сталкиваются или объединяются?

Ученых также интересует роль темной материи в скоплении галактик. В то время как часть Вселенной видна в таких формах, как галактики или звезды, темная материя составляет большую часть Вселенной — около 80 процентов. В то время как темная материя невидима в длинах волн света или из-за излучения энергии, исследования галактик, начиная с 1950-е указывало на то, что в них было гораздо больше массы, чем было видно невооруженным глазом.

«Компьютерные модели, созданные учеными для понимания формирования галактик, показывают, что галактики создаются, когда темная материя сливается и слипается», — сообщает НАСА.

«О ней [темной материи] можно думать как о строительных лесах Вселенной. Видимая материя, которую мы видим, собирается внутри этих строительных лесов в форме звезд и галактик. , и сближаются, образуя более крупные».

Мощные зеркала Уэбба позволят ученым наблюдать за формированием галактик, включая роль темной материи, с близкого расстояния. Хотя это исследование не дает прямого ответа на вопрос, сколько галактик во Вселенной, оно помогает ученым лучше понять процессы, лежащие в основе галактик, которые мы видим, что, в свою очередь, лучше информирует модели о галактическом населении.

Дополнительные ресурсы

На этом снимке, полученном космическим телескопом НАСА «Хаббл», вы можете увидеть тысячи галактик на одной фотографии. Чтобы узнать больше о различных типах галактик, посетите сайт NASA Hubblesite.

Библиография

«Оазисы во тьме: галактики как зонды космоса». Общество астрофизики и астрономии (2007 г.). http://sciencejedi.com/professional/talks/ynp_galaxies. pdf

«Подсчеты числа галактик — V. Сверхглубокие подсчеты: поля Гершеля и Хаббла». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 323, выпуск 4 (2001 г.). https://academic.oup.com/mnras/article/323/4/795/1102609?login=true

«Поиск галактик с большим красным смещением с помощью JWST». Астрофизический журнал (2021). https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac2a2f/meta

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.

Сколько существует галактик?

(Изображение предоставлено: ЕКА/Хаббл и НАСА, Ф. Пако, Д. Коу)

Галактики — это огромные скопления звезд, населяющих нашу Вселенную. Но сколько там галактик? Сосчитать их кажется невыполнимой задачей. Одной из проблем являются чистые числа — как только счет достигает миллиардов, требуется время, чтобы выполнить сложение. Другая проблема заключается в ограниченности наших инструментов. Чтобы получить наилучший обзор, телескоп должен иметь большую апертуру (диаметр главного зеркала или линзы) и располагаться над атмосферой, чтобы избежать искажений от земного воздуха.

Возможно, наиболее резонансным примером этого факта является экстремальное глубокое поле Хаббла (XDF), изображение, полученное путем объединения фотографий, полученных за 10 лет с космического телескопа Хаббла. По данным НАСА, телескоп наблюдал за небольшим участком неба при повторных посещениях в общей сложности 50 дней. Если вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, чтобы закрыть луну, область XDF будет размером с булавочную головку. Собирая слабый свет в течение многих часов наблюдений, XDF выявил тысячи галактик, как близких, так и очень далеких, что сделало его самым глубоким изображением Вселенной, когда-либо сделанным в то время. Итак, если это единственное маленькое пятно содержит тысячи, представьте, сколько еще галактик можно найти в других пятнах.

Хотя оценки разных экспертов различаются, приемлемый диапазон составляет от 100 до 200 миллиардов галактик, сказал Марио Ливио, астрофизик из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. Ожидается, что космический телескоп Джеймса Уэбба предоставит еще больше информации о ранних галактиках во Вселенной, сообщает The Astrophysical Journal.

Вглубь

Космический телескоп Хаббл использовался для изучения галактик и их количества. (Изображение предоставлено Getty Images)

По словам Ливио, космический телескоп Хаббл успешно подсчитывает и оценивает галактики. Телескоп, запущенный в 1990 году, изначально имел искажение на своем главном зеркале, которое было исправлено во время посещения шаттла в 1993 году. Хаббл также прошел несколько модернизаций и сервисных визитов до последней миссии шаттла в мае 2009 года.

Статьи по теме

В 1995 году астрономы направили телескоп на пустую область Большой Медведицы и собрали 10-дневные наблюдения. По данным Государственного университета Вебера, в результате на одном кадре было примерно 3000 тусклых галактик с 30-й звездной величиной . (Для сравнения, Полярная звезда или Полярная звезда имеет примерно 2-ю звездную величину.) Это составное изображение называлось «Глубокое поле Хаббла» и было самым дальним из всех, что кто-либо видел во Вселенной в то время.

Поскольку телескоп Хаббл обновил свои инструменты, астрономы дважды повторили эксперимент. В 2003 и 2004 годах ученые создали сверхглубокое поле Хаббла, которое за миллион секунд экспозиции выявило около 10 000 галактик в небольшом пятне в созвездии Форнакс.

В 2012 году, снова используя модернизированные инструменты, ученые использовали телескоп, чтобы изучить часть сверхглубокого поля. Даже в этом более узком поле зрения астрономы смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи назвали это чрезвычайно глубоким полем.

В целом, Хаббл показывает примерно 100 миллиардов галактик во Вселенной или около того, но это число, вероятно, увеличится примерно до 200 миллиардов по мере совершенствования технологии телескопов в космосе, сказал Ливио Space.com.

Подсчет звезд

Космический телескоп Хаббл сделал это изображение звезд в галактике NGC 5023. (Изображение предоставлено ESA/NASA)

Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки количества галактик один и тот же. Вы берете часть неба, запечатленную телескопом (в данном случае Хабблом). Затем — используя отношение кусочка неба ко всей Вселенной — вы можете определить количество галактик во Вселенной.

«Это предполагает, что не существует большой космической дисперсии, что вселенная однородна», сказал Ливио. «У нас есть веские основания подозревать, что это так. Это космологический принцип».

Принцип восходит к общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Эйнштейн говорил, что гравитация — это искажение пространства и времени. Имея в руках это понимание, несколько ученых (включая Эйнштейна) попытались понять, как гравитация влияет на всю Вселенную.

«Самое простое предположение состоит в том, что если вы посмотрите на содержимое Вселенной с достаточно плохим зрением, оно будет выглядеть примерно одинаково везде и во всех направлениях», — заявило НАСА . «То есть материя во Вселенной однородна и изотропна при усреднении в очень больших масштабах. Это называется космологическим принципом».

Одним из примеров действия космологического принципа является космический микроволновый фон (CMB), излучение, оставшееся от ранних стадий развития Вселенной после Большого взрыва. Используя такие инструменты, как микроволновый зонд анизотропии Уилкинсона НАСА, астрономы обнаружили, что реликтовое излучение практически одинаково, куда бы вы ни посмотрели.

Изменится ли количество галактик?

По мере расширения Вселенной галактики удаляются от Земли. (Изображение предоставлено: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Измерения расширения Вселенной — путем наблюдения за галактиками, удаляющимися от нас — показывают, что ей около 13,82 миллиарда лет. Однако по мере того, как Вселенная становится старше и больше, галактики будут удаляться все дальше и дальше от Земли. Это затруднит их наблюдение в телескопы.

Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, поскольку расширение происходит за счет самой Вселенной, а не за счет объектов, путешествующих по ней). Кроме того, Вселенная ускоряется в своем расширении.

Здесь вступает в игру концепция «наблюдаемой вселенной» — вселенной, которую мы можем видеть. По словам Ливио, через 1–2 триллиона лет появятся галактики, которые мы не сможем увидеть с Земли.

«Мы можем видеть только свет от галактик, у которых было достаточно времени, чтобы достичь нас», — сказал Ливио. «Это не значит, что это все, что есть во Вселенной. Отсюда и определение наблюдаемой Вселенной».

Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути к столкновению с соседней галактикой Андромеды, и обе сольются примерно через 4 миллиарда лет. Позже другие галактики в нашей Местной группе — ближайшие к нам галактики — в конечном итоге объединятся. По словам Ливио, жителям этой будущей галактики предстоит наблюдать гораздо более темную вселенную.

«Цивилизации зародились тогда, у них не было доказательств того, что существует Вселенная со 100 миллиардами галактик», — сказал он. «Они не увидят расширения. Вероятно, они не смогут сказать, что был Большой Взрыв».

А как насчет других вселенных?

Ученые предполагают, что наша Вселенная не единственная. (Изображение предоставлено Getty Images)

По мере того, как ранняя Вселенная раздувалась, существуют некоторые теории, говорящие о том, что разные «карманы» отделились и сформировали разные вселенные. Эти разные места могут расширяться с разной скоростью, включать в себя другие типы материи и иметь другие физические законы, чем наша собственная Вселенная.

Ливио указал, что в этих других вселенных могут быть галактики — если они существуют — но сейчас у нас нет возможности узнать наверняка. Таким образом, число галактик может быть даже больше 200 миллиардов, если рассматривать другие вселенные.

В нашем собственном космосе, сказал Ливио, астрономы смогут лучше уточнить число с запуском космического телескопа Джеймса Уэбба (для которого его институт будет управлять операциями миссии и наукой). Хаббл может заглянуть в галактики, которые образовались примерно через 450 миллионов лет после Большого взрыва. Используя телескоп Джеймса Уэбба, астрономы ожидают, что смогут заглянуть на 200 миллионов лет назад после Большого взрыва.

«Цифры не сильно изменятся», — добавил Ливио, указывая на то, что первые галактики, вероятно, образовались незадолго до этого. «Таким образом, число вроде 200 миллиардов [галактик], вероятно, соответствует нашей наблюдаемой Вселенной».

Вклад Уэбба

Хотя интересно подсчитать количество галактик в нашей Вселенной, астрономов больше интересует, как галактики показывают, как образовалась Вселенная. Согласно НАСА, галактики представляют собой представление того, как была организована материя во Вселенной — по крайней мере, в крупном масштабе. (Ученых также интересуют типы частиц и квантовая механика, а именно меньшая часть спектра.) Поскольку Уэбб может оглянуться на ранние дни Вселенной, его информация поможет ученым лучше понять структуру галактик вокруг нас сегодня.

Космический телескоп Джеймса Уэбба был запущен 25 декабря 2021 года. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Изучая некоторые из самых ранних галактик и сравнивая их с сегодняшними галактиками, мы можем понять их рост и эволюцию. Уэбб также позволит ученым собрать данные о типах звезд, существовавших в этих очень ранних галактиках», — говорится в сообщении НАСА о миссии Уэбба.

«Последующие наблюдения с использованием спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут исследователям понять, как элементы тяжелее водорода формировались и накапливались по мере формирования галактик на протяжении веков. Эти исследования также раскроют подробности слияния галактик и прольют свет на сам процесс формирования галактик».

Согласно НАСА, вот некоторые из ключевых вопросов, на которые Уэбб ответит о галактиках:

  • Как формируются галактики?
  • Что придает им форму?
  • Как химические элементы распределяются по галактикам?
  • Как центральные черные дыры в галактиках влияют на галактики-хозяева?
  • Что происходит, когда маленькие и большие галактики сталкиваются или объединяются?

Ученых также интересует роль темной материи в скоплении галактик. В то время как часть Вселенной видна в таких формах, как галактики или звезды, темная материя составляет большую часть Вселенной — около 80 процентов. В то время как темная материя невидима в длинах волн света или из-за излучения энергии, исследования галактик, начиная с 1950-е указывало на то, что в них было гораздо больше массы, чем было видно невооруженным глазом.

«Компьютерные модели, созданные учеными для понимания формирования галактик, показывают, что галактики создаются, когда темная материя сливается и слипается», — сообщает НАСА.

«О ней [темной материи] можно думать как о строительных лесах Вселенной. Видимая материя, которую мы видим, собирается внутри этих строительных лесов в форме звезд и галактик. , и сближаются, образуя более крупные».

Мощные зеркала Уэбба позволят ученым наблюдать за формированием галактик, включая роль темной материи, с близкого расстояния. Хотя это исследование не дает прямого ответа на вопрос, сколько галактик во Вселенной, оно помогает ученым лучше понять процессы, лежащие в основе галактик, которые мы видим, что, в свою очередь, лучше информирует модели о галактическом населении.

Дополнительные ресурсы

На этом снимке, полученном космическим телескопом НАСА «Хаббл», вы можете увидеть тысячи галактик на одной фотографии. Чтобы узнать больше о различных типах галактик, посетите сайт NASA Hubblesite.

Библиография

«Оазисы во тьме: галактики как зонды космоса». Общество астрофизики и астрономии (2007 г.). http://sciencejedi.com/professional/talks/ynp_galaxies. pdf

«Подсчеты числа галактик — V. Сверхглубокие подсчеты: поля Гершеля и Хаббла». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 323, выпуск 4 (2001 г.). https://academic.oup.com/mnras/article/323/4/795/1102609?login=true

«Поиск галактик с большим красным смещением с помощью JWST». Астрофизический журнал (2021). https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac2a2f/meta

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Айлса — штатный автор журнала How It Works, где она пишет о науке, технологиях, космосе, истории и окружающей среде. Проживая в Великобритании, она окончила Стерлингский университет со степенью бакалавра журналистики (с отличием). Ранее Айлса писала для журнала Cardiff Times, Psychology Now и многочисленных научных журналов.