Вселенная это галактика: Чем отличается галактика от вселенной

Чем отличается галактика от вселенной

«…Бесконечно можно смотреть на три вещи: на огонь, воду и звездное небо». Это классическое утверждение относится к разряду аксиом и не требует доказательств. Но если вода и огонь вызывают у людей в разных ситуациях разные эмоции, то при виде огромного звездного шатра у всех возникают, как правило, одни и те же чувства – восхищение, умиротворение и понимание того, насколько мелки все наши проблемы по сравнению со сверкающим и безграничным миром, раскинувшимся над головой.

Благодаря знаниям, полученным еще в школе, мы понимаем, что видим над собой отдельные звезды, подобные нашему Солнцу, целые звездные системы, нашу Галактику, Вселенную, в конце концов. Однако, несмотря на достаточно высокий уровень образованности современного человека, многие не совсем правильно понимают, чем отличается галактика от вселенной. Давайте попробуем разобраться с этим вопросом, тем более он совершенно несложен.

Галактика, наш звездный дом

Скопления звездных систем, связанных между собой силами гравитации, называют галактикой. Это самое примитивное описание данного явления, но в то же время наиболее точно отражающее его сущность. Галактики могут быть не очень большими, состоящими из нескольких миллиардов светил, но бывают и гигантскими монстрами, включающими в себя триллионы звезд.

В качестве примера можно привести карликовую галактику Малое Магелланово облако (1,5 миллиарда звезд) и мегаобразование – спиральную галактику с безликим названием NGC 6872. Точное количество звезд подсчитать в ней затруднительно из-за гигантских размеров, но то, что счет идет на триллионы, не вызывает сомнения.

Чтобы более наглядно представить себе необозримость этого монстра, можно сравнить ее с нашей большой космической родиной – Млечным Путем (в этой галактике находится Солнечная система):

• размер Млечного Пути составляет 100-120 тыс. световых лет в диаметре и он тоже считается далеко не маленьким образованием;
• облет галактики NGC 6872 по такому же маршруту займет ни много ни мало 500 тыс. световых лет.

Кстати, многие галактики также связаны между собой гравитацией и живут (вращаются) в едином ритме. В нашем скоплении галактик кроме нас присутствуют Андромеда (диаметр 200 тыс. световых лет), галактики Треугольника (50 тыс. световых лет) и еще ряд спутниковых образований, так называемых карликовых галактик.

Итак, с галактиками немного разобрались. Теперь, чтобы понять, в чем отличие галактики от вселенной, следует поговорить о самой вселенной.

к содержанию ↑

Вселенная… Непостижимая бездна

Коротко: вселенная – это безграничный объем пространства, заполненный звездами, звездными системами, галактиками, черными дырами, пустотой и т. д. И, вполне возможно, в ней есть еще много различных объектов, явлений, о которых современная наука даже не подозревает. Все это многообразие находится в постоянном движении и живет своей, иногда непостижимой для нас жизнью.

Когда смотришь на ночное небо, кажется, что оно просто напичкано звездами. Снимки, сделанные с помощью самого мощного телескопа в мире Хаббла, как будто подтверждают это впечатление. Да и последние исследования астрономов показывают, что во вселенной существуют как минимум 100-200 миллиардов галактик, а по некоторым данным – более 500 млрд. Однако на деле все эти звездные скопления бесконечно одиноки в безграничной вселенной. Зачастую их разделяют такие огромные расстояния, что человеческий разум просто не в силах себе их представить.

Вселенная образовалась после Большого Взрыва и, соответственно, имеет свой возраст, хотя и не имеет границ. По последним данным, возраст праматери всего, что есть в космосе, исчисляется 13,75±0,13 млрд лет. Правда, немало серьезных ученых считают, что Вселенная вечна, что она существовала всегда, и никаких Больших Взрывов не было и в помине. Однако оставим научные споры «специально обученным людям» и перейдем к главному пункту нашей статьи.

к содержанию ↑

Сравнение

Теперь сведем воедино все, что мы узнали из предыдущего материала. Попытаемся определить различия между этими двумя объектами. Их немного, но они достаточно существенны.

к содержанию ↑ Таблица
Вселенная	Галактика
Огромное, единое целое, не имеющее аналогов, дубликатов или хотя бы чего-то похожего	Крупный элемент вселенной, повторяющийся в разных вариациях сотни миллиардов раз
Не имеет границ в пространстве и, по одной из гипотез, во времени	Любая галактика имеет свои размеры, какими бы обширными они ни были. Любая галактика однозначно имеет свой возраст. Без вариантов

В таблице мы выделили главные, на наш взгляд, моменты, показывающие, в чем разница между галактикой и вселенной. Образно говоря, вселенную можно представить как некий экстравагантный дом, состоящий из блоков, каждый из которых отличается от соседа своим весом, размером и даже физическими свойствами (теоретически). Однако, несмотря на такой «разброд», вся конструкция выглядит на удивление гармонично и прочно. Она подчинена единым, «вселенским» законам, незыблема и вечна.

Что такое галактика? | Вселенная Сегодня

Спиральная галактика NGC 1964. Авторы и права: ESO / Jean-Christophe Lambry.

Если вы посмотрите на ночное небо через телескоп, то вы увидите то, чего не видно невооружённым глазом: множество звёзд, которые на самом деле являются самозванцами. Многие из этих точек света на самом деле являются галактиками – скоплениями миллионов или триллионов звёзд. Галактики состоят из звёзд, пыли и тёмной материи, соединённых силами гравитации.

Астрономы до сих пор точно не знают, как именно образовались галактики. После Большого Взрыва пространство почти полностью состояло из водорода и гелия. Некоторые астрономы считают, что гравитация объединяла пыль и газ, образуя отдельные звёзды, и эти звёзды в конечном итоге объединились в более крупные структуры – галактики. Другие думают, что пыль и газ объединились в массивные облака (предшественники галактик), после чего в них начали происходить процессы звездообразования. Астрономы также совершенствуют свои методы измерения массы отдельных галактик, как, например, в исследовании 2018 года, в котором использовались трёхмерные движения нескольких галактик для более точного определения массы Млечного Пути.

Открытие галактик

В начале 1900-х многие астрономы думали, что вся Вселенная находится в нашей галактике, Млечном Пути. Другие, такие как Харлоу Шепли, учёный и глава обсерватории Гарвардского колледжа, утверждали, что капли в форме спирали, которые считались пылью и газом, были отдельными от нашей галактики объектами, и называли их “островными вселенными”.

Лишь в 1924 году Эдвин Хаббл обнаружил несколько пульсирующих звёзд, называемых переменные цефеид, и понял, что они находятся далеко за пределами Млечного Пути. Эти небесные объекты были уникальными объединениями звёзд на расстояниях далеко за пределами нашей родной галактики.

Галактики NGC 3972 (слева) и NGC 1015 (справа), которые содержат пульсирующие переменные звёзды (цефеиды). Авторы и права: A. Riess (STScl / JHU) / NASA / ESA.

После того, как Хаббл измерил расстояние до отдельных галактик, он продолжил измерять их доплеровский сдвиг. Он определил, что галактики вокруг Млечного Пути удаляются от нас с невероятной скоростью. Чем дальше галактики, тем быстрее они убегают. Благодаря этому он смог определить, что сама Вселенная  расширяется, и спустя годы астрономы выяснили, что она расширяется с ускорением.

Характеристики галактик

В центрах большинства галактик находятся чёрные дыры, которые могут производить огромное количество энергии, благодаря чему астрономы могут видеть галактики, находящиеся на значительных расстояниях. В некоторых случаях центральная чёрная дыра галактики является чрезвычайно большой или активной, даже в относительно небольших галактиках. Материал, окружающий чёрную дыру, может быть разогнан и выброшен в космическое пространство в виде джетов. Другие галактики могут содержать в своих ядрах квазары – самые энергичные тела во Вселенной.

Галактики классифицируются по форме. Каждый тип имеет разные характеристики и свою историю развития.

На этом изображении “Хаббла” показана спиральная галактика NGC 5033. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble / Judy Schmidt.

Некоторые, как Млечный Путь, имеют рукава, закручивающиеся по спирали от центра галактики. Известные как спиральные галактики, эти группы составляют большую часть галактик, которые могут видеть астрономы. Газ и пыль в спиральной галактике кружатся вокруг центра со скоростью несколько сотен километров в секунду, создавая тем самым форму всей галактики. Некоторые, известные как “спирали с перемычками”, имеют в центре стержнеобразную структуру, образованную пылью и газом, движущемся к центру. Пыль и газ в спиральных галактиках постоянно подпитывают процессы звездообразования.

Эллиптическим галактикам не хватает спиральных рукавов своих более ярких родственников. Их внешний вид варьируется от круглого до очень вытянутого. Эллиптические галактики имеют меньше пыли, чем их спиральные аналоги, и поэтому процесс создания звёзд в них практически остановился. Большинство звёзд в этих галактиках очень старые. Хотя они составляют меньшую часть видимых галактик, астрономы считают, что более половины галактик во Вселенной являются эллиптическими.

Эллиптическая галактика NGC 4696. Авторы и права: Hubble / NASA / ESA.

Оставшиеся 3 процента галактик во Вселенной известны как неправильные галактики. Они не являются круглыми и не могут похвастаться спиральными рукавами, а их формы не имеют определенного названия. Гравитация других галактик часто влияла на них, растягивая их или деформируя. Столкновения или сближения с другими галактиками также могли стать причиной изменения их формы.

Слияния галактик

Галактики не плавают в пространстве изолированно, а сгруппированы в группы, известные как скопления. Некоторые скопления очень большие, содержат более тысячи галактик, а другие гораздо меньше. Млечный Путь принадлежит скоплению, известному как Местная Группа, которая содержит всего 50 галактик.

Иногда галактики сталкиваются друг с другом, объединяя свои звёзды и пыль вместе. Это важный шаг в эволюции и росте многих галактик. В конце 2018 года астрономы провели исследование, в котором наблюдали за тем, как две сверхмассивные чёрные дыры врезаются друг в друга на заключительных этапах галактического слияния.

Столкновение двух спиральных галактик NGC 4038 и NGC 4039, которые расположены на расстоянии около 62 миллионов световых лет от Земли. Авторы и права: NASA / ESA / B. Whitmore, STScI.

Обычно, при слиянии галактик, отдельные звёзды не сталкиваются, но приток пыли и газа увеличивает скорость звездообразования. Млечный Путь должен столкнуться с галактикой Андромеды примерно через 5 миллиардов лет, и столкновения происходили и в его далёком прошлом; его характерная выпуклость могла появиться после поглощения карликовой галактики. Аналогично и галактика Андромеды, вероятно, поглотила одного из своих соседей.

Новые исследования галактик

В последние годы астрономы пристально следят за галактиками и за тем, как на их эволюцию влияет тёмная материя, вещество, которое невозможно обнаружить с помощью обыкновенных телескопов. Считается, что тёмная материя и тёмная энергия вместе составляют большую часть массы и энергии всей Вселенной, но их существование трудно доказать, потому что мы можем видеть их только через влияние, которое они оказывают на обычные объекты, такие как галактики.

В 2017 году астрономы обнаружили две огромные и очень старые галактики, которые образовались в море тёмной материи. Чрезвычайно большой размер галактик заставляет учёных задаться вопросом: постепенно ли они увеличивались со временем или какой-то другой процесс помог им в этом. Всего через несколько месяцев после этого открытия астрономы также обнаружили группу галактик, которые вращались синхронно друг с другом по схеме, которую можно было объяснить только наличием тёмной материи.

Новый снимок космического телескопа “Хаббл”, показывающий 15 000 галактик. Авторы и права: P. Oesch (University of Geneva) and M. Montes (University of New South Wales) / NASA / ESA.

Однако в 2018 году группа исследователей поставила под сомнение теорию тёмной материи, когда обнаружила, что галактика под названием NGC 1052-DF2 содержит примерно в 400 раз меньше тёмной материи, чем предсказывали модели для объекта такого размера, что также может изменить модели эволюции галактик. Тем не менее, результаты исследования являются противоречивыми и всё ещё обсуждаются.

В 2018 году снимок, переданный, космическим телескопом “Хаббл” сумел вместить в себя примерно 15 000 галактик, обеспечивая тем самым обширные охотничьи угодья для будущих галактических исследований. И в том же году сотни галактик были обнаружены за сверхмассивной чёрной дырой, которая ранее скрывала их от взора астрономов.

Галактика. Виды галактик. Галактики вселенной.

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. В этом разделе космического портала Kvant.Space публикуются статьи о галактиках и их составляющих. 

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%

 

Каталог небесных объектов Шарля Мессье

 

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 Kvant.Space 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 Kvant.Space 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 Kvant.Space. Здесь Вы сможете найти захватывающие видео, качественные снимки со спутников и телескопов, которые не оставляют равнодушными. Погружайтесь в мир неизведанного космоса вместе с нами!

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.

Галактики Вселенной — Сколько Их, Какие Самые Большие и Красивые, Дальние и Близкие, Структура и Карта, Скорость и Типы: Эллиптические и Спиральные

30.04.2019

Окружающее нас космическое пространство – это не просто одинокие звезды, планеты, астероиды и кометы, сверкающие на ночном небосклоне. Космос представляет собой огромную систему, где все находится в тесном взаимодействии друг с другом. Планеты группируются вокруг звезд, которые в свою очередь собираются в скопление или в туманность. Эти образования могут быть представлены одиночными светилами, а могут и насчитывать сотни, тысячи звезд, формируя уже более масштабные вселенские образования – галактики. Наша звездная страна, галактика Млечный путь, является только малой частью бескрайней Вселенной, в которой помимо этого существуют и другие галактики.

Звездное небо

Вселенная постоянно находится в движении. Любой объект в космосе входит в состав той или иной галактики. Следом за звездами перемещаются и галактики, каждая из которых имеет свои размеры, определенное место в плотном вселенском строю и свою траекторию движения.

Человек сумел подсчитать количество звезд на небосклоне, а вот определить, сколько галактик во Вселенной — задача архисложная, как технически, так и теоретически.

Какова реальная структура Вселенной?

Долгое время научные представления человечества о космосе строились вокруг планет Солнечной системы, звезд и черных дыр, населяющих наш звездный дом – галактику Млечный путь. Любой другой галактический объект, обнаруживаемый в космосе с помощью телескопов, автоматически вносился в структуру нашего галактического пространства. Соответственно отсутствовали представления о том, что Млечный Путь — не единственное вселенское образование.

Эдвин Хаббл

Ограниченные технические возможности не позволяли заглянуть дальше, за пределы Млечного Пути, где по устоявшемуся мнению начинается пустота. Только в 1920 году американский астрофизик Эдвин Хаббл сумел найти доказательства того, что Вселенная значительно больше и наряду с нашей галактикой в этом огромном и бескрайнем мире существуют другие, большие и маленькие галактики. Реальной границы Вселенной не существует. Одни объекты расположены к нам достаточно близко, всего несколько миллионов световых лет от Земли. Другие наоборот, расположены в дальнем углу Вселенной, пребывая вне зоны видимости.

Прошло почти сто лет и количество галактик сегодня уже оценивается в сотни тысяч. На этом фоне наш Млечный путь выглядит совсем не таким огромным, если не сказать, совсем крохотным. Сегодня уже обнаружены галактики, размеры которых трудно поддаются даже математическому анализу. К примеру, самая большая галактика во Вселенной IC 1101 имеет диаметр 6 миллионов световых лет и состоит из более 100 триллионов звезд. Этот галактический монстр находится на расстоянии более миллиарда световых лет от нашей планеты.

Сравнение размеров

Структура такого огромного образования, каковым является Вселенная в глобальном масштабе, представлена пустотой и межзвездными образованиям — волокнами. Последние в свою очередь делятся на сверхскопления, межгалактические скопления и галактические группы. Самым малым звеном этого огромного механизма является галактика, представленная многочисленными звездными скоплениями — рукавами и газовыми туманностями. Предполагается, что Вселенная постоянно расширяется, заставляя тем самым двигаться галактики с огромной скоростью по направлению от центра Вселенной к периферии.

Если представить, что мы наблюдаем за космосом из нашей галактики Млечный Путь, которая якобы находится в центре мироздания, то крупномасштабная модель структуры Вселенной будет иметь следующий вид.

Структура Вселенной

Темная материя — она же пустота, сверхскопления, скопления галактик и туманности — это все последствия Большого взрыва, который положил начало образованию Вселенной. В течение миллиарда лет происходит трансформация ее структуры, меняется форма галактик, так как одни звезды исчезают, поглощенные черными дырами, а другие наоборот, трансформируются в сверхновые, становясь новыми галактическими объектами. Миллиарды лет назад в расположение галактик было совсем другое, чем мы наблюдаем сейчас. Так или иначе, на фоне постоянных астрофизических процессов, происходящих в космосе, можно сделать определенные выводы о том, что наша Вселенная имеет не постоянную структуру. Все космические объекты находятся в постоянном движении, меняя свое положение, размеры и возраст.

Телескоп Хаббл

На сегодняшний день благодаря телескопу Хаббл удалось обнаружить месторасположение наиболее близких к нам галактик, установить их размеры и определить местоположение относительного нашего мира. Стараниями астрономов, математиков и астрофизиков составлена карта Вселенной. Выявлены одиночные галактики, однако в большинстве своем, такие крупные вселенские объекты группируются по несколько десятков в группе. Средний размер галактик в такой группе составляет 1-3 млн. световых лет. Группа, к которой относится наш Млечный Путь, насчитывает 40 галактик. Помимо групп в межгалактическом пространстве имеется огромное количество карликовых галактик. Как правило, такие образования являются спутниками более крупных галактик, как наш Млечный путь, Треугольник или Андромеда.

Состав Вселенной

До недавнего времени самой маленькой галактикой во Вселенной считалась карликовая галактика «Segue 2», находящаяся в 35 килопарсеках от нашей звезды. Однако в 2020 году японскими учеными-астрофизиками была выявлена еще меньшая по размеру галактика — Virgo I, которая является спутником Млечного Пути и находится на расстоянии 280 тыс. световых лет от Земли. Однако ученые считают, что это не предел. Высокая вероятность того, что существуют галактики куда более скромных размеров.

За группами галактик идут скопления, области космического пространства в которых существует до сотни галактик различных видов, форм и размеров. Скопления имеют колоссальные размеры. Как правило, диаметр такого вселенского образования составляет несколько мегапарсек.

Отличительной чертой структуры Вселенной является ее слабая изменчивость. Несмотря на громадные скорости, с которыми движутся галактики во Вселенной, все они остаются в составе одного скопления. Здесь действует принцип сохранения положение частиц в пространстве, на которые действует темная материя, образовавшаяся в результате большого взрыва. Предполагается, что находясь под воздействием этих пустот, заполненных темной материей, скопления и группы галактик продолжают миллиарды лет двигаться в одном направлении, соседствуя друг с другом.

Теория большого взрыва

Самые крупные образования во Вселенной — галактические сверхскопления, которые объединяют группы галактик. Самое известное сверхскопление — Великая Стена Клоуна, объект вселенского масштаба, растянувшийся в длину на 500 млн. световых лет. Толщина этого сверхскопления составляет 15 млн. световых лет.

В нынешних условиях космические аппараты и техника не позволяют нам рассмотреть Вселенную на всю ее глубину. Нам под силу обнаружить только сверхскопления, скопления и группы. Помимо этого наш космос имеет гигантские пустоты, пузыри темной материи.

Шаги на пути изучения Вселенной

Современная карта Вселенной позволяет нам не только определить свое местоположение в космосе. Сегодня, благодаря наличию мощных радиотелескопов и техническим возможностям телескопа Хаббл, человек сумел не только приблизительно подсчитать количество галактик во Вселенной, но и определить их типы и разновидности. Еще в 1845 году британский астроном Уильям Парсонс, с помощью телескопа исследуя облака газа, сумел выявить спиралевидную природу строения галактических объектов, акцентируя внимания на том, что в разных областях яркость звездных скоплений может быть большей или меньшей.

Сто лет назад Млечный Путь считался единственной известной галактикой, хотя математически было доказано наличие других межгалактических объектов. Свое название наш космический двор получил еще в глубокой древности. Древние астрономы глядя на мириады звезд на ночном небе, заметили характерную особенность их расположения. Основное скопление звезд было сосредоточено вдоль мнимой линии, напоминающей дорожку из разбрызганного молока. Галактика Млечный Путь, небесные светила другой хорошо знакомой галактики Андромеда являются самыми первыми вселенскими объектами, с которых началось изучение космического пространства.

Звездные соседи

Наш Млечный Путь имеет полный набор всех галактических объектов, который должна иметь нормальная галактика. Здесь присутствуют скопления и группы звезд, общее число которых примерно составляет 250-400 млрд. Имеются в нашей галактике облака газа, образующего рукава, присутствуют свои черные дыры и солнечные системы, подобные нашей.

Вместе с тем, Млечный Путь, как и Андромеда с Треугольником, являются только малой частью Вселенной, входящей в местную группу сверхскопления под названием Дева. Наша галактика имеет форму спирали, где основная масса звездных скоплений, облака газа и другие космические объекты двигаются вокруг центра. Диаметр внешней спирали составляет 100 тыс. световых лет. Млечный Путь — по космическим меркам не большая галактика, масса которой составляет 4,8х1011 Mʘ. В одном из рукавов Ориона Лебедя находится и наше Солнце. Расстояние от нашей звезды до центра Млечного Пути составляет 26 000 ± 1 400 св. лет.

Место расположения Солнца в Галактике

Долгое время считалось, что одна из самых популярных среди астрономов туманность Андромеды является частью нашей галактики. Последующие исследования этой части космоса дали неопровержимые доказательства того, что Андромеда является самостоятельной галактикой, причем значительно крупнее, чем Млечный Путь. Полученные с помощью телескопов снимки показали, что Андромеда имеет собственное ядро. Здесь также присутствуют скопления звезд и имеются свои туманности, двигающиеся по спирали. Каждый раз астрономы пытались все глубже и глубже заглянуть внутрь Вселенной, исследуя обширные области космического пространства. Количество звезд в этом вселенском гиганте оценивается в 1 триллион.

Стараниями Эдвина Хаббла удалось установить примерное расстояние до Андромеды, которая никак не могла быть частью нашей галактики. Эта была первая галактика, которая подверглась такому пристальному изучению. Последующие годы дали новые открытия в области исследования межгалактического пространства. Более тщательно изучалась та часть галактики Млечный Путь, в которой находится наша Солнечная система. С середины XX века стало ясно, что помимо нашего Млечного Пути и хорошо известной Андромеды, в космосе имеется огромное количество других образований вселенского масштаба. Однако для порядка требовалось упорядочить космическое пространство. Если звезды, планеты и другие космические объекты поддавались классификации, то с галактиками дело обстояло сложнее. Сказывались огромные размеры исследуемых областей космического пространства, которые не только было трудно изучить визуально, но и оценить на уровне человеческой природы.

Туманность Андромеды

Типы галактик в соответствии с принятой классификацией

Хаббл первый решился на такой шаг, сделав в 1962 году попытку логическим путем классифицировать известные на тот момент галактики. Классификация осуществлялась на основании формы исследуемых объектов. В результате Хабблу удалось расставить все галактики по четырем группам:

• наиболее распространенным типом являются спиральные галактики;
• далее следуют эллиптические спиральные галактики;
• с перемычкой (бар) галактики;
• неправильные галактики.

Следует отметить, что наш Млечный Путь относится к типичным спиральным галактикам, однако есть одно «но». С недавнего времени выявлено наличие перемычки — бара, который присутствует в центральной части образования. Другими словами наша галактика берет свое начало не с галактического ядра, а вытекает из перемычки.

Млечный путь с перемычкой

Традиционно спиральная галактика выглядит в форме диска спиралевидной плоской формы, в котором обязательно присутствует яркий центр – ядро галактики. Таких галактик больше всего во Вселенной и обозначаются они латинской буквой S. Помимо этого существуют разделение спиральных галактик на четыре подгруппы – So, Sa, Sb и Sc. Маленькие буквы обозначают наличие яркого ядра, отсутствие рукавов или наоборот, наличие плотных рукавов, охватывающих центральную часть галактики. В таких рукавах располагаются скопления звезд, группы звезд, в состав которых входит наша Солнечная система, прочие космические объекты.

Спиральная галактика

Главной особенностью этого типа является медленное вращение вокруг центра. Млечный Путь совершает полный оборот вокруг своего центра за 250 млн. лет. Спирали, расположенные ближе к центру состоят в основном из скоплений старых звезд. Центр нашей галактики – это черная дыра, вокруг которой и происходит все основное движение. Протяженность пути по современным оценкам составляет по направлению к центру 1,5-25 тыс. световых лет. В процессе своего существования спиральные галактики могут сливаться с другими вселенскими образованиями меньших размеров. Свидетельством таких столкновений в более ранние периоды является наличие гало звезд и гало скоплений. Подобная теория лежит в основе теории образования спиральных галактик, которые стали результатом столкновения двух галактик, расположенных по соседству. Столкновение не могло пройти бесследно, придав общий вращательный импульс новому образованию. Рядом со спиральной галактикой находится карликовая галактика, одна, две или сразу несколько, являющиеся спутниками более крупного образования.

Близким по своей структуре и составу к спиральным галактикам являются эллиптические спиральные галактики. Это огромные, самые крупные вселенские объекты, включающие большое количество сверхскоплений, скоплений и групп звезд. В самых больших галактиках количество звезд превышает десятки триллионов. Основное отличие таких образований — сильно растянутая в пространстве форма. Спирали расположены в форме эллипса. Эллиптическая спиральная галактика М87 является одной из самых крупных во Вселенной.

Галактики с перемычкой

С перемычкой галактики встречаются значительно реже. На них приходится примерно половины всех спиральных галактик. В отличие от спиральных образований, в таких галактиках начало берется из перемычки, называемой баром, вытекающей из двух самых ярких звезд, расположенных в центре. Ярким примером такого образования является наш Млечный Путь и галактика Большое Магелланово Облако. Ранее это образование относили к неправильным галактикам. Появление перемычки является на данный момент одной из основных областей исследования в современной астрофизике. По одной из версий, близко расположенная черная дыра высасывает и поглощает газ из соседних звезд.

Самые красивые галактики во Вселенной относятся к типу спиральных и неправильных галактик. Одной из самых красивых является галактика Водоворот, расположенная в небесном созвездии Гончие Псы. В данном случае отчетливо видны центр галактики и спирали, вращающиеся в одном направлении. Неправильные галактики представляют собой хаотически расположенные сверхскопления звезд, не имеющие четкой структуры. Ярким примером такого образования является галактика под номером NGC 4038, расположенная в созвездии Ворон. Здесь наряду с огромными газовыми облаками и туманностями можно увидеть полное отсутствие порядка в расположении космических объектов.

Галактика Водоворот

Выводы

Изучать Вселенную можно бесконечно. Каждый раз, с появлением новых технических средств, человек приоткрывает завесу космоса. Галактики являются самыми непостижимыми для человеческого разума объектами в космическом пространстве, как с психологической точки зрения, так и оглядываясь на науку.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Автор статьи:

Метальников Александр

Военный историк. Люблю писать на военные темы, описывать исторические события, известные сражения.

Свежие публикации автора:

С друзьями поделились:

Что такое галактика | Журнал Популярная Механика

Рождение галактик

Галактики появились на свет вскоре после звезд. Считается, что первые светила вспыхнули никак не позднее, чем спустя 150 млн лет после Большого взрыва. В январе 2011 года команда астрономов, обрабатывавших информацию с космического телескопа «Хаббл», сообщила о вероятном наблюдении галактики, чей свет ушел в космос через 480 млн лет после Большого взрыва. В апреле еще одна исследовательская группа обнаружила галактику, которая, по всей вероятности, уже вполне сформировалась, когда юной Вселенной было около 200 млн лет.

Условия для рождения звезд и галактик возникли задолго до его начала. Когда Вселенная прошла возрастную отметку в 400 000 лет, плазма в космическом пространстве заменилась смесью из нейтрального гелия и водорода. Этот газ был еще чересчур горяч, чтобы стянуться в молекулярные облака, дающие начало звездам. Однако он соседствовал с частицами темной материи, изначально распределенными в пространстве не вполне равномерно — где чуть плотнее, где разреженнее. Они не взаимодействовали с барионным газом и потому под действием взаимного притяжения свободно стягивались в зоны повышенной плотности. Согласно модельным вычислениям, уже через сотню миллионов лет после Большого взрыва в космосе образовались облака темной материи величиной с нынешнюю Солнечную систему. Они объединялись в более крупные структуры, невзирая на расширение пространства. Так возникли скопления облаков темной материи, а потом и скопления этих скоплений. Они втягивали в себя космический газ, предоставляя ему возможность сгущаться и коллапсировать. Таким путем появились первые сверхмассивные звезды, которые быстро взрывались сверхновыми и оставляли после себя черные дыры. Эти взрывы обогащали космическое пространство элементами тяжелее гелия, которые способствовали охлаждению коллапсирующих газовых облаков и потому делали возможным появление менее массивных звезд второго поколения. Такие звезды уже могли существовать миллиарды лет и потому были в состоянии формировать (опять-таки с помощью темной материи) гравитационно связанные системы. Так возникли долгоживущие галактики, в том числе и наша.

«Многие детали галактогенеза еще скрыты в тумане, — говорит Джон Корменди. — В частности, это относится к роли черных дыр. Их массы варьируют от десятков тысяч масс Солнца до абсолютного на сегодняшний день рекорда в 6,6 млрд солнечных масс, принадлежащего черной дыре из ядра эллиптической галактики М87, расположенной в 53,5 млн световых лет от Солнца. Дыры в центрах эллиптических галактик, как правило, окружены балджами, составленными из старых звезд. Спиральные галактики могут вовсе не иметь балджей или же обладать их плоскими подобиями, псевдобалджами. Масса черной дыры обычно на три порядка меньше массы балджа — естественно, если оный наличествует. Эта закономерность подтверждается наблюдениями, охватывающими дыры массой от миллиона до миллиарда солнечных масс».

Как полагает профессор Корменди, галактические черные дыры набирают массу двумя путями. Дыра, окруженная полноценным балджем, растет за счет поглощения газа, который приходит к балджу из внешней зоны галактики. Во время слияния галактик интенсивность поступления этого газа резко возрастает, что инициирует вспышки квазаров. В результате балджи и дыры эволюционируют параллельно, что и объясняет корреляцию между их массами (правда, могут работать и другие, еще неизвестные механизмы).

Исследователи из Питтсбургского университета, Калифорнийского университета в Ирвине и Атлантического университета Флориды смоделировали ситуацию столкновения Млечного пути и предшественницы карликовой эллиптической галактики в Стрельце (Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy, SagDEG). Они проанализировали два варианта столкновений — с легкой (3х10¹⁰ масс Солнца) и тяжелой (10¹¹ масс Солнца) SagDEG. На рисунке показаны результаты 2,7 млрд лет эволюции Млечного пути без взаимодействия с карликовой галактикой и с взаимодействием с легким и тяжелым вариантом SagDEG.

Иное дело безбалджевые галактики и галактики с псевдобалджами. Массы их дыр обычно не превышают 104−106 солнечных масс. По мнению профессора Корменди, они подкармливаются газом за счет случайных процессов, которые происходят недалеко от дыры, а не простираются на целую галактику. Такая дыра растет вне зависимости от эволюции галактики или ее псевдобалджа, чем и обусловлено отсутствие корреляции между их массами.

Растущие галактики

Галактики могут увеличивать и размер, и массу. «В далеком прошлом галактики делали это гораздо эффективней, нежели в недавние космологические эпохи, — объясняет профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз Гарт Иллингворт. — Темпы рождения новых звезд оценивают в терминах годового производства единицы массы звездного вещества (в этом качестве выступает масса Солнца) на единицу объема космического пространства (обычно это кубический мегапарсек). Во времена формирования первых галактик этот показатель был весьма невелик, а затем пошел в быстрый рост, продолжавшийся до тех пор, пока Вселенной не исполнилось 2 млрд лет. Еще 3 млрд лет он был относительно постоянным, потом начал снижаться почти пропорционально времени, и снижение это продолжается по сей день. Так что 7−8 млрд лет назад средний темп звездообразования в 10−20 раз превышал современный. Большинство доступных наблюдению галактик уже полностью сформировались в ту далекую эпоху».

На рисунке — результаты эволюции в различные моменты времени — начальная конфигурация (a), через 0,9 (b), 1,8 © и 2,65 млрд лет (d). Согласно модельным расчетам, бар и спиральные рукава Млечного Пути могли сформироваться в результате столкновений с SagDEG, которая изначально тянула на 50−100 миллиардов солнечных масс. Дважды она проходила сквозь диск нашей Галактики и теряла часть своей материи (и обычной, и темной), вызывая пертурбации его структуры. Нынешняя масса SagDEG не превышает десятков миллионов солнечных масс, и очередное столкновение, которое ожидают не позже, чем через 100 миллионов лет, скорее всего, станет для нее последним.

В общих чертах эта тенденция понятна. Галактики увеличиваются двумя основными способами. Во‑первых, они получают свежий материал для звездообразования, втягивая из окружающего пространства газ и частицы пыли. В течение нескольких миллиардов лет после Большого взрыва этот механизм исправно работал просто потому, что звездного сырья в космосе хватало всем. Потом, когда запасы истощились, темп звездного рождения упал. Однако галактики нашли возможность увеличивать его за счет столкновения и слияния. Правда, для реализации этого варианта необходимо, чтобы сталкивающиеся галактики располагали приличным запасом межзвездного водорода. Крупным эллиптическим галактикам, где его практически не осталось, слияние не помогает, зато в дисковидных и неправильных оно работает.

Курс на столкновение

Посмотрим, что происходит при слиянии двух примерно одинаковых галактик дискового типа. Их звезды практически никогда не сталкиваются — слишком велики расстояния между ними. Однако газовый диск каждой галактики ощущает приливные силы, обусловленные притяжением соседки. Барионное вещество диска теряет часть углового момента и смещается к центру галактики, где возникают условия для взрывного роста скорости звездообразования. Часть этого вещества поглощается черными дырами, которые тоже набирают массу. В заключительной фазе объединения галактик черные дыры сливаются, а звездные диски обеих галактик теряют былую структуру и рассредоточиваются в пространстве. В итоге из пары спиральных галактик образуется одна эллиптическая. Но это отнюдь не полная картина. Излучение молодых ярких звезд способно выдуть часть водорода за пределы новорожденной галактики. В то же время активная аккреция газа на черную дыру вынуждает последнюю время от времени выстреливать в пространство струи частиц огромной энергии, подогревающие газ по всей галактике и тем препятствующие формированию новых звезд. Галактика постепенно затихает — скорее всего, навсегда.

Что такое галактика. Виды галактик. Наша галактика

Галактика — это совокупность всех звёзд, звёздной пыли, газов, космических лучей, тёмной материи.

Галактики находятся во Вселенной.

Наша галактика — Млечный путь. Мы называем её нашей, потому что планета Земля находится именно там.

Галактики, в свою очередь, состоят из систем. В галактике Млечный путь размещена Солнечная система.

Солнечная система состоит из 8 планет (Земля — одна из них), которые вращаются вокруг Солнца. Помимо планет и Солнца, она включает в себя ещё и спутники и различные малые тела (кометы, космическую пыль, метеорные тела).

Во Вселенной много миллиардов галактик. Посмотрев на небо, мы можем увидеть только четыре из них: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.

Одна из галактик, которую можно увидеть с Земли собственными глазами, — Туманность Андромеды.

Млечный путь называют также просто Галактикой. Для отличия от других галактик во Вселенной, когда речь идёт о Млечном пути, мы употребляем слово с заглавной буквы — Галактика.

Виды галактик

Американский астроном Эдвин Хаббл изучал Вселенную. Именно он предложил разделить галактики по видам в зависимости от их формы.

• эллиптические,
• спиральные (обычные и пересечённые),
• неправильные,
• линзообразные.

Астроном и космолог Эдвин Хаббл (1889–1953). Помимо классификации галактик, он открыл также, что Вселенная расширяется.

Галактика Млечный путь

Галактика Млечный путь, в которой находятся Солнце и Земля.

Млечный путь — спиральная галактика.

В этой галактике находится Солнце, наша планета Земля и другие планеты. Они вращаются вокруг Солнца и образуют Солнечную систему.

Помимо Солнечной системы, в галактике есть более 200 миллионов звёзд, межзвёздных пыли и газа.

Размеры и строение галактики

Строение Млечного пути сравнивают с диском.

Галактика состоит из гало сферической формы (а это тёмная материя, звёзды и газ вместе). В центре находится чёрная дыра. Она растянулась на 100 000 световых лет (диаметр).

Как увидеть?

Млечный путь можно увидеть невооружённым глазом. Лучше всего его видно ночью, когда на небе нет облаков.

Особенно повезло жителям Южной части Земного шара. Галактику можно рассмотреть, находясь в Бразилии, Парагвае, на севере Аргентины, в ЮАР, Намибии, на юге Мадагаскара, а также в Центральной и Южной Австралии.

Кто открыл Млечный путь?

Млечный путь наблюдали и использовали для навигации ещё древние греки и римляне.

Первым учёным, который представил доказательства строения нашей галактики, был итальянский астроном Галилео Галилей. В 1610 году с помощью телескопа он доказал, что Млечный путь состоит из множества звёзд.

А Эдвин Хаббл намного позже (в начале 20 века) открыл, что Млечный путь — это целая галактика.

Почему так называется?

По легенде смертная женщина Алкмена родила сына от Зевса, которого назвали Гераклом.

Богиню и жену Зевса Геру обуяла ревность, и она невзлюбила ребёнка.

С помощью хитрости богиня Афина (а по другой версии Гермес) заставили Геру накормить Геркулеса своим молоком.

Но Гера, узнав, что это за ребёнок, оттолкнула его. Пролитое молоко богини и образовало Млечный путь.

Узнайте больше про нашу Солнечную систему.

Чем галактика отличается от Вселенной?

Вселенная состоит из галактик.

Тех, которые мы можем увидеть своими глазами, — четыре: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.

Но учёные насчитывают около 100 миллионов галактик. Но так как нам видна не вся Вселенная, то их может быть гораздо больше.

К тому же галактики не считали вручную. Эта цифра примерная.

Учёные определили количество галактик в одной части Вселенной. А потом вывели их среднее число во всей Вселенной.

Читайте подробнее про Космологию.

Что такое галактика? | Космическое пространство НАСА — Наука НАСА для детей

Краткий ответ:

Галактика — это огромное скопление газа, пыли и миллиардов звезд и их солнечных систем, удерживаемых вместе гравитацией.

Мы живем на планете Земля, которая является частью нашей солнечной системы. Но где же наша солнечная система? Это небольшая часть галактики Млечный Путь.

Галактика — это огромное скопление газа, пыли и миллиардов звезд и их солнечных систем.Галактика удерживается гравитацией. Наша галактика Млечный Путь также имеет сверхмассивную черную дыру в центре.

Когда вы смотрите на звезды в ночном небе, вы видите другие звезды в Млечном Пути. Если действительно темно, вдали от городских огней и домов, можно даже увидеть пыльные полосы Млечного Пути, тянущиеся по небу.

Галактика Млечный Путь простирается по небу у национального ориентира Трона Пиннаклс в Калифорнии. Фото Яна Нормана.

Однако, кроме нашей, существует множество галактик. Их так много, что мы даже не можем их все еще сосчитать! Космический телескоп Хаббла в течение 12 дней исследовал небольшой участок космоса и обнаружил 10 000 галактик всех размеров, форм и цветов. Некоторые ученые считают, что во Вселенной может быть до ста миллиардов галактик.

Это снимок, сделанный космическим телескопом Хаббла, на котором видны тысячи галактик.Даже крошечные точки — это целые галактики. Вселенная — очень большое место!

Некоторые галактики имеют спиралевидную форму, как наша. У них изогнутые руки, которые делают его похожим на вертушку. Остальные галактики имеют гладкую овальную форму. Их называют эллиптическими галактиками. И есть еще галактики, которые не являются спиралями или овалами. Они имеют неправильную форму и выглядят как капли. Свет, который мы видим от каждой из этих галактик, исходит от звезд внутри нее.

Иногда галактики подходят слишком близко и врезаются друг в друга.Наша галактика Млечный Путь когда-нибудь столкнется с Андромедой, нашим ближайшим галактическим соседом. Но не волнуйтесь. Этого не произойдет около пяти миллиардов лет. Но даже если это случится завтра, вы можете не заметить. Галактики настолько большие и разбросаны по концам, что даже если галактики сталкиваются друг с другом, планеты и солнечные системы часто даже близко не подходят к столкновению.

.

Сколько всего галактик?

Галактик — это огромное скопление звезд, населяющих нашу Вселенную, — повсюду. Но сколько галактик во Вселенной? Подсчитать их кажется невыполнимой задачей. Одна проблема — это чистые числа: как только счет достигает миллиардов, требуется время, чтобы произвести сложение. Другая проблема — ограниченность наших инструментов. Чтобы получить лучший обзор, телескоп должен иметь большую апертуру (диаметр главного зеркала или линзы) и располагаться над атмосферой, чтобы избежать искажений из-за земного воздуха.

Пожалуй, наиболее ярким примером этого факта является изображение Hubble eXtreme Deep Field (XDF), полученное путем объединения 10-летних фотографий, сделанных космическим телескопом Хаббла. По данным НАСА, телескоп неоднократно наблюдал за небольшим участком неба в течение 50 дней. Если вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, чтобы закрыть луну, область XDF была бы размером с булавочную головку. Собрав слабый свет в течение многих часов наблюдений, XDF обнаружил 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 после запуска космического телескопа Джеймса Уэбба в 2020 году обсерватория предоставит еще больше информации о ранних галактиках во Вселенной.

Углубляясь вглубь

Насколько Ливио знает, Хаббл — лучший инструмент для подсчета и оценки галактик.Телескоп, запущенный в 1990 году, изначально имел искажение на главном зеркале, которое было исправлено во время посещения шаттла в 1993 году. Хаббл также прошел несколько модернизаций и посещений для обслуживания до последней миссии шаттла в мае 2009 года.

В 1995 году астрономы направил телескоп на пустую область Большой Медведицы и собрал данные за 10 дней. Результатом стало примерно 3000 тусклых галактик в одном кадре, тусклые до 30-й звездной величины. (Для сравнения, Полярная звезда или Полярная звезда примерно 2-й величины.Это составное изображение было названо Глубокое поле Хаббла и было самым дальним из всех, что когда-либо видели во Вселенной. [Связано с: Ярчайшие звезды: светимость и величина]

Поскольку телескоп Хаббла обновили инструменты, астрономы повторили эксперимент дважды. В 2003 и 2004 годах ученые создали сверхглубокое поле Хаббла, которое при экспозиции в миллион секунд 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 5 500 галактик. Исследователи назвали это eXtreme Deep Field.

В целом, Хаббл обнаруживает около 100 миллиардов галактик во Вселенной или около того, но это число, вероятно, увеличится до 200 миллиардов по мере совершенствования космических технологий, сказал Ливио Space.com.

Подсчет звезд

Какой бы инструмент не использовался, метод оценки количества галактик одинаков. Вы берете часть неба, полученную телескопом (в данном случае Хаббл).Затем, используя отношение полосы неба ко всей вселенной, вы можете определить количество галактик во Вселенной.

«Это предполагает, что нет 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 сказал, что гравитация — это искажение пространства и времени. Имея это понимание, несколько ученых (включая Эйнштейна) попытались понять, как гравитация влияет на всю Вселенную.

«Простейшее предположение состоит в том, что если вы посмотрите на содержимое Вселенной достаточно плохим зрением, оно будет примерно одинаковым везде и во всех направлениях», — заявило НАСА. «То есть материя во Вселенной однородна и изотропна при усреднении по очень большим масштабам. Это называется космологическим принципом».

Одним из примеров работы космологического принципа является космический микроволновый фон, излучение, которое является пережитком ранних стадий развития Вселенной после Большого взрыва.Используя такие инструменты, как зонд Уилкинсона для микроволновой анизотропии НАСА, астрономы обнаружили, что реликтовое излучение практически идентично, куда бы вы ни посмотрели.

Изменится ли количество галактик со временем?

Измерения расширения Вселенной — наблюдая, как галактики убегают 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. Из-за этого их будет труднее увидеть в телескоп.

Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, потому что расширение происходит за счет самой Вселенной, а не объектов, движущихся через нее). 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 это означает, что появятся галактики, выходящие за пределы того, что мы видим с Земли.

«Мы можем видеть свет только от галактик, свет которых успел добраться до нас», — сказал Ливио. «Это не означает, что это все, что есть во Вселенной. Отсюда и определение наблюдаемой Вселенной».

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

«Тогда зародились цивилизации, у них не будет доказательств того, что существует Вселенная со 100 миллиардами галактик», — сказал он. «Они не увидят расширения. Они, вероятно, не смогут сказать, что был Большой взрыв».

А как насчет других вселенных?

По мере того, как ранняя Вселенная раздувалась, есть некоторые теории, которые говорят, что разные «карманы» отделились и образовали 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, если рассматривать другие вселенные, количество галактик может быть даже больше 200 миллиардов.

В нашем собственном космосе, сказал Ливио, астрономы смогут лучше уточнить число после запуска космического телескопа Джеймса Уэбба (для которого его институт будет управлять операциями миссии и научными исследованиями). Хаббл может заглянуть назад в галактики, которые сформировались примерно через 450 миллионов лет после Большого взрыва.После запуска Джеймса Уэбба в 2020 году астрономы ожидают, что они смогут оглянуться на 200 миллионов лет назад после Большого взрыва.

«Цифры не сильно изменятся», — добавил Ливио, отметив, 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 была сформирована Вселенная.Согласно НАСА, галактики представляют собой представление о том, как материя во Вселенной была организована — по крайней мере, в больших масштабах. (Ученые также интересуются типами частиц и квантовой механикой на малой стороне спектра.) Поскольку Уэбб может оглянуться на ранние дни Вселенной, его информация поможет ученым лучше понять структуру галактик вокруг нас сегодня.

«Изучая некоторые из самых ранних галактик и сравнивая их с сегодняшними галактиками, мы, возможно, сможем понять их рост и эволюцию.Уэбб также позволит ученым собирать данные о типах звезд, существовавших в этих очень ранних галактиках, — заявило НАСА о миссии Уэбба. — Последующие наблюдения с использованием спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут исследователям понять, как элементы тяжелее водорода формировались и создавались по мере формирования галактик на протяжении веков. Эти исследования также раскроют детали слияния галактик и прольют свет на сам процесс образования галактик ».

По данным НАСА, вот некоторые из ключевых вопросов, которые Уэбб ответит о галактиках:

• Как образуются галактики?
• Что придает им форму?
• Как химические элементы распределяются в галактиках?
• Как центральные черные дыры в галактиках влияют на их родительские галактики?
• Что происходит, когда маленькие и большие галактики сталкиваются или соединяются?

Ученых также интересует роль темной материи в сборке галактик.Хотя некоторая 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, относящиеся к 1950-м годам, показали, что в них присутствует гораздо больше массы, чем то, что можно было бы увидеть невооруженным глазом.

«Компьютерные модели, созданные учеными для понимания образования галактик, показывают, что галактики создаются, когда темная материя сливается и сливается в сгустки», — заявило НАСА.«Это [темную материю] можно рассматривать как каркас Вселенной. Видимая материя, которую мы видим, собирается внутри этих лесов в форме звезд и галактик. Темная материя« сгущается »вместе так, что сначала образуются маленькие объекты, и собираются вместе, чтобы образовать более крупные «.

Мощные зеркала Уэбба позволят ученым вблизи рассмотреть формирование галактик, включая роль темной материи. Хотя это исследование не дает прямого ответа, сколько галактик существует во Вселенной, оно помогает ученым лучше понять процессы, стоящие за галактиками, которые мы видим, что, в свою очередь, лучше информирует модели о населении галактик.

Дополнительный ресурс

.

Список известных галактик во Вселенной

С самого начала научной революции люди всегда открывают или раскрывают секреты природы. Человеческое любопытство побуждает их открывать чудеса вселенной, а также величие и величие космоса, невиданные ранее.

Что такое Вселенная?

Вселенная — это все пространство и время и их содержимое, включая планеты, звезды, галактики и все другие формы материи и энергии.Галактика — это любая система звезд и межзвездного вещества, составляющая Вселенную.

Галактики во Вселенной

Списки известных Галактик во Вселенной обсуждаются ниже:

1. Андромеда

Это спиральная галактика, расположенная примерно в 2,5 миллионах световых лет от Земли и ближайшая к Млечному Пути крупная галактика. Его название происходит от той области неба, в которой находится созвездие Андромеды.

Созвездие: Андромеда

2.Черный глаз Галактика

Это галактика, открытая Эдвардом Пиготтом в марте 1779 года и независимо Иоганном Элертом Боде в апреле того же года, а также Шарлем Мессье в 1780 году. Перед галактикой видна впечатляющая темная полоса поглощающей пыли. яркое ядро, из-за чего она получила прозвище «Черный глаз» или «Дурной глаз».

Созвездие: Кома Береник

3. Галактика Боде

Это спиральная галактика на расстоянии около 12 миллионов световых лет от нас, в созвездии Большой Медведицы.Его открыл Иоганн Элерт Боде 31 декабря 1774 года.

Созвездие: Большая Медведица

4. Cartwheel Galaxy

Это линзовидная галактика и кольцевая галактика на расстоянии около 500 миллионов световых лет от нас в созвездии Скульптора. Похоже на колесо телеги, поэтому астроном назвал его «Колесо тележки».

Созвездие: Скульптор

5. Сигарная галактика

Это галактика со вспышкой звездообразования, находящаяся на расстоянии 12 миллионов световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы.

Созвездие: Большая Медведица

10 самых близких к Солнечной системе звездных систем

6. Комета Галактика

Это спиральная галактика, расположенная в 3,2 миллиарда световых лет от Земли в скоплении галактик Abell 2667, была обнаружена с помощью космического телескопа Хаббла.

Созвездие: Скульптор

7. Cosmos Redshift 7

Это излучающая галактика Лайман-альфа с большим красным смещением.

Созвездие: Секстан

8. Объект Хога

Это нетипичная галактика, известная как кольцевая галактика. Она названа в честь Артура Хога, который открыл ее в 1950 году и идентифицировал либо как планетарную туманность, либо как своеобразную галактику с восемью миллиардами звезд.

Созвездие: Serpens Caput

9. Большое Магелланово Облако

Это галактика-спутник Млечного Пути.

Созвездие: Дорадо / Менса

10.Малое Магелланово Облако

Это карликовая галактика недалеко от Млечного Пути. Он входит в число ближайших межгалактических соседей Млечного Пути и является одним из самых далеких объектов, видимых невооруженным глазом.

Созвездие: Тукана

10 самых опасных астероидов

11. Объект Мэйолла

Это результат столкновения двух галактик, расположенных на расстоянии 500 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы.Он был обнаружен американским астрономом Николасом Мэйаллом из обсерватории Лик 13 марта 1940 года с помощью отражателя Кроссли.

Созвездие: Большая Медведица

12. Млечный Путь

Это галактика, в которой находится наша Солнечная система. Он выглядит как полоса, потому что его дискообразная структура просматривается изнутри. Галилео Галилей впервые разделил полосу света на отдельные звезды с помощью своего телескопа в 1610 году.

Созвездие: Стрелец (в центре)

13.Вертушка Галактика

Это спиральная галактика, расположенная на расстоянии 21 миллиона световых лет от Земли и расположенная в созвездии Большой Медведицы.

Созвездие: Большая Медведица

14. Галактика Сомбреро

Это спиральная галактика, расположенная в созвездии Девы.

Созвездие: Дева

15. Подсолнечник Галактика

Это спиральная галактика в северном созвездии Камней Венатичи.Впервые он был обнаружен французским астрономом Пьером Мешеном , а затем подтвержден его коллегой Шарлем Мессье 14 июня 1779 года.

Созвездие: Трости Венатичи

16. Галактика Головастик

Это разрушенная спиральная галактика с перемычкой, расположенная в 420 миллионах световых лет от Земли в северном созвездии Draco .

Созвездие: Драко

17. Галактика Водоворот

Это взаимодействующая спиральная галактика грандиозного дизайна с активным галактическим ядром Сейферта 2 , расположенным в созвездии Canes Venatici , и была первой галактикой, классифицированной как спиральная галактика.

Созвездие: Трости Венатичи

10 самых больших известных экзопланет во Вселенной

.

15 самых странных галактик в нашей Вселенной

Вселенная содержит примерно 100 миллиардов и 200 миллиардов галактик. Имея такие большие числа, вы можете поспорить, что есть несколько настоящих чудаков. За пределами нашего Млечного Пути есть галактики в форме медуз, галактики, поглощающие другие галактики, и галактики, в которых, кажется, отсутствует темная материя, которая пронизывает остальную вселенную.

Вот некоторые из самых странных галактик.

Как медуза

(Изображение предоставлено ESA / NASA)

Галактика ESO 137-001, расположенная в созвездии Австралийского треугольника, удивительно похожа на медузу, плавающую среди звездного моря. Галактика представляет собой спиральную галактику с перемычкой — вместе ее звезды образуют спиральную форму с стержневым центром — с изгибом: полосами звезд, которые, кажется, дрейфуют, как щупальца медуз.

Согласно NASA , эти звезды образуются внутри хвоста из пыли и газа (невидимого невооруженным глазом), который истекает из ESO 137-001.Этот процесс образования является загадкой, поскольку газы в хвосте должны быть слишком горячими для звездообразования.

Пропавшая информация?

(Изображение предоставлено НАСА, ЕКА и П. ван Доккум (Йельский университет))

В 2018 году космический телескоп Хаббл обнаружил нечто, чего раньше не видел: галактику , почти не имеющую темной материи .

Это открытие сразу же вызвало тревогу. Темная материя — это загадочная форма материи, которая взаимодействует с гравитацией, но не со светом. Она составляет больше материи во Вселенной, чем материя, которую мы видим, поэтому найти галактику без какой-либо галактики было, мягко говоря, странно.

Год спустя научные сыщики раскрыли загадку: галактика NGC 1052-DF2 не находилась на расстоянии 65 миллионов световых лет, как первоначально предполагалось. На самом деле, это всего около 42 миллионов световых лет от нас, как сообщили 14 марта 2019 года исследователи в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества . Это изменение расстояния полностью меняет расчеты массы галактики. Оказывается, это , в конце концов, довольно нормальная галактика , и вселенная (вроде) снова имеет смысл .

Зомби-галактика

(Изображение предоставлено NASA / ESA / Z. Levy, STScI.)

Массивная дискообразная галактика MACS 2129-1 вращается в два раза быстрее, чем Млечный Путь, но все же не так. активный. Наблюдения Хаббла за далекой галактикой показывают, что она не образовывала звезд около 10 миллиардов лет.

MACS 2129-1 — это так называемая «мертвая галактика», потому что там больше не образуются звезды. Открытие этой галактики было головной болью. Ученые полагали, что галактики этого типа образовались в результате слияния с меньшими галактиками с течением времени, но звезды MACS 2129-1 образовались не в результате таких взрывных слияний; они сформировались рано, в диске исходной галактики.Результаты, опубликованные в журнале Nature в 2017 году, предполагают, что мертвые галактики каким-то образом внутренне перестраивают свою структуру с возрастом, а не меняют форму из-за объединения с другими галактиками.

Галактика каннибалов

(Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech)

Как будто зомби-галактики не достаточно жуткие, некоторые галактики — гигантские каннибалы. Согласно исследованию 2019 года, галактика Андромеда, крупнейший сосед Земли, пожирала меньшие галактики в течение как минимум 10 миллиардов лет .Еще через 4,5 миллиарда лет галактика Андромеды и галактика Млечный Путь столкнутся, хотя пока не ясно, кто кого поглотит в этом космическом скоплении. (Земляне, к сожалению, не увидят, как разыграется это столкновение, поскольку наше собственное солнце нагревается и, вероятно, сделает жизнь на Земле невозможной примерно через 1–5 миллиардов лет.)

Головастик плывет в космосе

(Изображение предоставлено Н. Брош / Тель-Авивский университет)

На расстоянии трехсот миллионов световых лет от нас в космосе плывет огромный головастик.У этой галактики-головастика есть хвост длиной в 500 000 световых лет, который в 10 раз длиннее, чем Млечный Путь.

Что создало эту странную галактическую форму? Космическое столкновение, исследователи сообщили в 2018 году в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . Две дисковые галактики потянулись за меньшую карликовую галактику, сгруппировав звезды на одном конце в «голову» и оставив остальные течь в виде длинного «хвоста». Однако эта договоренность действует только на ограниченное время.Через несколько миллиардов лет галактики сольются вместе с некоторыми другими в непосредственной близости, чтобы создать одну галактику.

Luminous thief

(Изображение предоставлено: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)

Если это еще не очевидно, галактики часто взаимодействуют друг с другом, сжимая своих соседей в новых формах, крадя звезды и продолжая другие махинации. Самая яркая из известных галактик во Вселенной — одна из этих воров. В 2018 году ученые объявили, что наблюдали галактику W2246-0526 , поглощающую половину массы трех соседних галактик .

Астрономы смогли наблюдать потоки массы, соединяющие галактики — по крайней мере, так, как они делали это более 12 миллиардов лет назад, когда этот свет начал свой путь к Земле. Наблюдение является самым далеким прямым снимком галактического каннибализма и единственным известным примером того, как галактика вытягивает сразу несколько соседей.

Обреченный маленький детеныш

(Изображение предоставлено: Hsyu et al., 2017)

Возможно, самое красивое название галактики — Маленький детеныш находится в созвездии Большой Медведицы.Эта карликовая галактика в значительной степени бездействовала с момента Большого взрыва, что означает, что она может содержать молекулы, не изменившиеся с момента быстрого расширения Вселенной 13,7 миллиарда лет назад.

Маленький детеныш тоже обречен . Его поглощает его более крупный сосед, похожая на Млечный Путь галактика под названием NGC 3359. Тем не менее, возможность наблюдать, как NGC 3359 отделяет звездообразующие газы от Маленького Детёныша, ценна для науки, потому что астрономы могут измерить сигнатуры эти молекулы ранней вселенной до того, как они исчезнут.

Галактика в цвету

(Изображение предоставлено NASA, ESA, P. Goudfrooij (STScI))

На фоне космического пространства кажется, что цветет галактика ESO 381-12. Эта галактика в 270 миллионах световых лет от Земли находится в созвездии Центавра. Это линзовидная галактика, гибрид спиральной галактики, подобной Млечному Пути, и вытянутой эллиптической галактики.

Что делает ESO 381-12 действительно странным, так это неровных лепестковидных цветка , которые отбрасываются наружу от основного тела Галактики.Астрономы не совсем уверены, что вызывает эти структуры или скопления звезд, которые вращаются по краям галактики. Возможно, цветение — это ударные волны от относительно недавнего столкновения галактик, которое также предоставило галактике новое топливо для звездообразования.

Pretty Pinwheel

(Изображение предоставлено ESO)

Messier 83 — это большая фотогеничная спиральная галактика с стержневым центром, похожая на Млечный Путь. Он находится на расстоянии 15 миллионов световых лет в созвездии Гидры.Мессье 83 странен в двух отношениях. Во-первых, кажется, что в его центре есть двойное ядро ​​- возможно, знак двух сверхмассивных черных дыр, удерживающих галактику вместе, или, возможно, эффект однобокого звездного диска, вращающегося вокруг единственной центральной черной дыры. Во-вторых, Мессье 83 — сверхновая сверхновая. Астрономы непосредственно наблюдали шесть из этих звездных взрывов в галактике, а также остатки еще 300. Это ставит Мессье 83 на второе место среди сверхновых, поскольку только галактика NGC 6946 произвела больше наблюдаемых сверхновых (девять).

Cosmic Vermin

(Изображение предоставлено: ESA / Hubble & NASA)

Изображение больше похоже на психоделический кусок затяжки одуванчика, чем на космологический феномен, но этот снимок , сделанный космическим телескопом Хаббла , не имеет к нему никакого отношения. ботаника.

Вы видите галактику (пятно в правом нижнем углу), которая начинает проходить за звездой (остроконечная сфера, похожая на одуванчик). Некоторые ученые прозвали эту галактику «галактикой паразитов», потому что ее свет мешает изучению ближайшей звезды и ее системы.В 2020 году звезда полностью закроет галактику. А до этого ученые смогут изучить спектры света, когда галактика движется за звездой, возможно, получая некоторую информацию об обломках вокруг звезды из света, пробивающегося сквозь нее.

The Eye

(Изображение предоставлено NASA, ESA и группой «Наследие Хаббла» (STScI))

Вы когда-нибудь чувствовали, что за вами наблюдают? Диск спиральной галактики IC 2163, кажется, вглядывается в космос огромным глазом. Эта деталь в форме глаза на самом деле представляет собой огромный поток звезд и пыли, образовавшийся, когда IC 2163 (справа на изображении) задела другую спиральную галактику, NGC 2207 (слева).Эти «окулярные особенности» существуют всего несколько десятков миллионов лет, сообщил астроном Мишель Кауфман, сообщивший об открытии в 2016 году, в заявлении . Это мгновение ока (каламбур) за всю продолжительность жизни галактики, поэтому открытие одной из них — уникальная возможность.

Исследователи обнаружили, что газы глаза стремятся к центру IC 2163 со скоростью 62 миль в секунду (100 километров в секунду), прежде чем рухнуть, как волна, на берег, становясь все более хаотичным и замедляющимся по мере движения к галактике. центр.Замедление заставляет газ накапливаться и сжиматься, что может подготовить почву для образования новых звезд.

Два сердца

(Изображение предоставлено НАСА, ЕКА, Группа наследия Хаббла (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration и А. Эванс (Университет Вирджинии, Шарлоттсвилль / NRAO / Университет Стоуни-Брук))

Большинство галактик вероятно, закреплены в их центре сверхмассивной черной дырой. Однако некоторые из них содержат не одну, а две черные дыры .

Одна из них — NGC 7674, спиральная галактика, центр которой может похвастаться парой черных дыр на расстоянии всего светового года друг от друга.Галактика (400 миллионов миль от Земли), вероятно, собрала запасную черную дыру во время столкновения и слияния с другой галактикой. Единственная другая галактика, имеющая в своем сердце две черные дыры, — это сверхмассивная галактика под названием 0402 + 379 .

Приостановленное развитие

(Изображение предоставлено НАСА, ЕКА и М. Бизли (Институт астрофизики Канарских островов))

Когда вы — галактика, вы должны поглотить другие галактики или умереть. Galaxy NGC 1277 выбрала второе. Эта галактика , о которой впервые было сообщено в 2018 году , находится всего в 240 миллионах световых лет от Земли.Она не образовывала новых звезд около 10 миллиардов лет, что делает ее мертвой галактикой.

Астрономы считают, что NGC 1277 задержалась в росте, потому что движется слишком быстро, чтобы поглотить другие галактики своим гравитационным притяжением. (Он перемещается в космосе со скоростью около 2 миллионов миль в час или 3,2 миллиона км / ч.) Без газа и пыли от инопланетных галактик NGC 1277 больше не образует звезды. Некоторые астрономы считают, что большинство галактик вначале были похожи на NGC 1277, эволюционировав по спирали и другим формам только в результате более поздних слияний друг с другом.

Идем в нашу сторону

(Изображение предоставлено WikiSky)

Большинство галактик, которые наблюдают ученые, похоже, удаляются от Земли, потому что космос все еще расширяется. Но не Мессье 90. Эта спиральная галактика находится на расстоянии около 60 миллионов световых лет и движется к Млечному Пути.

Астрономы могут обнаружить это движение, потому что свет, исходящий от Мессье 90, смещен в сторону синего конца светового спектра. Объекты, удаляющиеся от Земли, имеют красное смещение, что означает, что их световое излучение смещено в сторону красного цвета.Мессье 90 является частью большой группы галактик, называемой скоплением Девы. Его можно увидеть из северного полушария в мае в телескоп или бинокль, сидя между созвездиями Девы и Льва, согласно NASA .

Дом, милый дом

(Изображение предоставлено космическим телескопом Хаббла)

Млечный Путь может быть домом, но это не делает его менее странным. Оказывается, Млечный Путь переманивает галактики у своих соседей.

В исследовании , опубликованном в октябре 2019 года , астрономы сообщили, что четыре карликовые галактики и две большие галактики (известные как Корина и Форнакс) использовались для вращения вокруг Большого Магелланова Облака, галактики, находящейся на расстоянии около 163000 световых лет от нашей.Теперь все шесть этих галактик принадлежат орбите Млечного Пути. В качестве бонуса исследование также показало, что Большое Магелланово Облако более странное, чем считалось ранее. В нем находится множество крошечных карликовых галактик, некоторые из которых настолько тусклые, что в них даже нет звезд, только темная материя.

Первоначально опубликовано на Live Science .

.