Содержание
Узнаем как называется и как выглядит наша Галактика. Название звезд нашей Галактики
Звездное небо издревле притягивало взгляды людей. Лучшие умы всех народов пытались осмыслить наше место во Вселенной, вообразить и обосновать ее устройство. Научный прогресс позволил перейти в деле изучения бескрайних просторов космоса от романтических и религиозных построений к логически выверенным теориям, базирующимся на многочисленном фактическом материале. Теперь любой школьник имеет представление о том, как выглядит наша Галактика согласно последним исследованиям, кто, почему и когда дал ей столь поэтичное название и каково ее предполагаемое будущее.
Происхождение названия
Выражение «галактика Млечный Путь», по сути, тавтология. Galactikos в примерном переводе с древнегреческого означает «молочный». Так жители Пелопоннеса звали скопление звезд в ночном небе, приписывая его происхождение вспыльчивой Гере: богиня не пожелала кормить Геракла, внебрачного сына Зевса, и в гневе разбрызгала грудное молоко.
Капли и образовали звездную дорожку, видную в ясные ночи. Спустя столетия ученые открыли, что наблюдаемые светила — лишь ничтожная часть существующих небесных тел. Пространству Вселенной, в котором находится и наша планета, они дали название Галактика или система Млечный Путь. После подтверждения предположения о существовании и других схожих формирований в космосе первый термин стал для них универсальным.
Взгляд изнутри
Научные познания о структуре части Вселенной, включающей Солнечную систему, мало что взяли у древних греков. Понимание того, как выглядит наша Галактика, прошло эволюцию от сферического мироздания Аристотеля до современных теорий, в которых есть место черным дырам и темной материи.
Тот факт, что Земля — элемент системы Млечный Путь, накладывает определенные ограничения на тех, кто пытается выяснить, какую форму имеет наша Галактика. Для однозначного ответа на этот вопрос необходим взгляд со стороны, причем на большом расстоянии от объекта наблюдения.
Сейчас наука лишена такой возможности. Своеобразным заменителем стороннего наблюдателя становится сбор данных о структуре Галактики и соотнесение их с параметрами других космических систем, доступных для изучения.
Собранные сведения позволяют с уверенностью говорить, что наша Галактика имеет форму диска с утолщением (балджем) в середине и расходящимися от центра спиральными рукавами. Последние содержат наиболее яркие звезды системы. Диаметр диска составляет более 100 тысяч световых лет.
Структура
Центр Галактики скрыт межзвездной пылью, затрудняющей изучение системы. Справиться с проблемой помогают методы радиоастрономии. Волны определенной длины легко преодолевают любые препятствия и позволяют получить столь желанное изображение. Наша Галактика, по полученным данным, имеет неоднородную структуру.
Условно можно выделить два связанных друг с другом элемента: гало и собственно диск. Первая подсистема обладает следующими характеристиками:
- по форме это сфера;
- центром ее считается балдж;
- наибольшая концентрация звезд в гало характерна для его срединной части, с приближением к краям плотность сильно уменьшается;
- вращение этой зоны галактики довольно медленное;
- в гало в основном встречаются старые звезды с относительно небольшой массой;
- значительное пространство подсистемы заполнено темной материей.
Галактический диск по плотности звезд сильно превышает гало. В рукавах встречаются молодые и даже только формирующиеся космические объекты.
Центр и ядро
«Сердце» Млечного Пути находится в созвездии Стрельца. Без его изучения тяжело понять до конца, какова наша Галактика. Название «ядро» в научных трудах либо относится только к центральной области диаметром всего несколько парсек, либо включает в себя балдж и газовое кольцо, считающееся местом зарождения звезд. Далее будет использоваться первый вариант термина.
В центр Млечного Пути с трудом проникает видимый свет: он сталкивается с большим количеством космической пыли, скрывающей то, как выглядит наша Галактика. Фото и изображения, сделанные в инфракрасном диапазоне, значительно расширяют познания астрономов о ядре.
Данные об особенностях излучения в центральной части Галактики натолкнули ученых на мысль, что в сердцевине ядра находится черная дыра. Ее масса более чем в 2,5 млн раз больше массы Солнца.
Вокруг этого объекта, по мнению исследователей, вращается еще одна, но менее внушительная по своим параметрам, черная дыра. Современные знания об особенностях структуры космоса позволяют предположить, что подобные объекты находятся в центральной части большинства галактик.
Свет и тьма
Совместное влияние черных дыр на движение звезд вносит свои коррективы в то, как выглядит наша Галактика: оно приводит к специфическим изменениям орбит, нехарактерным для космических тел, например, вблизи Солнечной системы. Изучение этих траекторий и соотношения скоростей движения с удаленностью от центра Галактики легло в основу активно развивающейся сейчас теории о темной материи. Природа ее пока покрыта тайной. Присутствие темной материи, предположительно составляющей подавляющую часть всего вещества во Вселенной, регистрируется лишь по воздействию гравитации как раз на орбиты.
Если рассеять всю космическую пыль, что скрывает от нас ядро, взору откроется поразительна картина. Несмотря на концентрацию темной материи, эта часть Вселенной полна света, излучаемого огромным количеством звезд.
На одну единицу пространства их здесь в сотни раз больше, чем вблизи Солнца. Примерно десять миллиардов из них образуют галактический бар, также называемый перемычкой, не совсем обычной формы.
Космический орешек
Изучение центра системы в длинноволновом диапазоне позволило получить подробное инфракрасное изображение. Наша Галактика, как оказалось, в ядре имеет структуру, напоминающую арахис в скорлупе. Этот «орешек» и есть перемычка, включающая в себя более 20 млн красных гигантов (ярких, но менее горячих звезд). От концов бара расходятся спиральные рукава Млечного Пути.
Работа, связанная с обнаружением «арахиса» в центре звездной системы, не только пролила свет на то, какая наша Галактика по структуре, но и помогла понять, как она развивалась. Изначально в пространстве космоса существовал обычный диск, в котором со временем образовалась перемычка. Под влиянием внутренних процессов бар изменил свою форму и стал походить на орех.
Наш дом на космической карте
Активное образование звезд происходит как в перемычке, так и в спиральных рукавах, которыми обладает наша Галактика.
Название им дали по созвездиям, где были обнаружены участки ответвлений: рукава Персея, Лебедя, Центавра, Стрельца и Ориона. Вблизи последнего (на расстоянии не менее 28 тысяч световых лет от ядра) и находится Солнечная система. Эта область обладает определенными характеристиками, по мнению специалистов, сделавшими возможным возникновение жизни на Земле.
Галактика и наша Солнечная система вместе с ней вращаются. Закономерности движения отдельных составляющих при этом не совпадают. Большое число звезд временами то входит в состав спиральных ответвлений, то отделяется от них. Лишь светила, лежащие на границе коротационной окружности, не совершают подобные «путешествия». К ним относится и Солнце, защищенное от мощных процессов, постоянно протекающих в рукавах. Даже незначительное смещение свело бы на нет все остальные преимущества для развития организмов на нашей планете.
Небо в алмазах
Солнце — лишь одно из многих подобных тел, которыми полна наша Галактика. Звезды, одиночные или сгруппированные, общим числом превышают по последним данным 400 млрд.
Ближайшая к нам Проксима Центавра входит в систему из трех звезд вместе с чуть более удаленными Альфой Центавра A и Альфой Центавра B. Самая яркая точка ночного неба, Сириус A, находится в созвездии Большого Пса. Ее светимость по разным данным превышает солнечную в 17-23 раза. Сириус также не одинок, его сопровождает спутник, носящий аналогичное название, но с маркировкой B.
Дети часто начинают знакомиться с тем, как выглядит наша Галактика, с поиска на небе Полярной звезды или Альфы Малой Медведицы. Популярностью своей она обязана положению над Северным полюсом Земли. По светимости Полярная значительно превышает Сириус (почти в две тысячи раз ярче Солнца), но она не может оспаривать права Альфы Большого Пса на звание самой яркой из-за удаленности от Земли (по оценкам от 300 до 465 световых лет).
Типы светил
Звезды отличаются не только светимостью и удаленностью от наблюдателя. Каждой приписывается определенная величина (за единицу берется соответствующий параметр Солнца), степень нагрева поверхности, цвет.
Наиболее внушительными размерами обладают сверхгиганты. Самой большой концентрацией вещества в единице объема отличаются нейтронные звезды. Цветовая характеристика неразрывно связана с температурой:
- красные самые холодные;
- нагрев поверхности до 6 000º, как у Солнца, порождает желтый оттенок;
- белые и голубые светила обладают температурой более 10 000º.
Светимость звезды может меняться и достигать максимума незадолго до ее коллапса. Взрывы сверхновых вносят огромный вклад в понимание, как выглядит наша Галактика. Фото этого процесса, полученные телескопами, поражают.
Собранные на их основе данные помогли восстановить процесс, приведший к вспышке, и спрогнозировать судьбу ряда космических тел.
Будущее Млечного Пути
Наша Галактика и другие галактики постоянно находятся в движении и взаимодействуют. Астрономы установили, что Млечный Путь неоднократно поглощал соседей. Подобные процессы ожидаются и в будущем. Со временем в него войдут Магелланово Облако и еще ряд карликовых систем.
Самое же внушительное событие ожидается через 3-5 млрд лет. Это будет столкновение с Туманностью Андромеды, единственным соседом, который виден с Земли невооруженным глазом. В результате Млечный Путь станет эллиптической галактикой.
Бескрайние просторы космоса поражают воображение. Обывателю трудно осознать масштабность не только Млечного Пути или всей Вселенной, но даже Земли. Однако благодаря достижениям науки мы можем представить себе хотя бы приблизительно, частью какого грандиозного мира являемся.
Что такое галактика, из чего она состоит и как выглядит
Многие ли из вас могут уверенно ответить на вопрос, что такое галактика?
Большинство смутно представляет себе, что это понятие каким-то образом связано со звездами и космосом, что галактика велика, и по ней можно путешествовать, как это с успехом делают герои многочисленных фильмов и книг.
Что означает слово «галактика»?
Слово «галактика» пришло к нам из греческого языка, от слова «галактикос», означающего «млечный».
Оно обозначает гигантское звездное скопление, имеющее спиральную форму. К нему принадлежит наше Солнце. Его мы называем Млечный Путь.
Кстати, нашу галактику с Земли можно увидеть на небе в виде вытянутой полосы, усыпанной звездами. Но на самом деле она имеет форму диска с несколькими закрученными спиральными рукавами.
На небе можно рассмотреть и другие галактики, но отличить их от звезд и разглядеть подробнее эти скопления звезд для человека доступно только с помощью мощных телескопов.
В древности Млечный Путь считался нашими предками священным: хотя у каждого народа о нем имелись свои легенды и мифы, тем не менее, практически все признавали его исключительную важность в картине мироздания.
Состав галактики
Сегодня немногие знают, что новогодняя елка – это отображение в нашей действительности Мирового Древа. Его стволом, по представлениям предков, являлся Млечный Путь.
Из чего состоит галактика?
И наш Млечный Путь, и все прочие галактики, которые астрономы могут наблюдать с помощью телескопов, состоят из огромного количества звезд и звездных систем – один только Млечный Путь насчитывает около 200 миллиардов звезд.
Наше Солнце – всего лишь небольшая и далеко не самая яркая из его звезд, к тому же находящаяся на периферии, в одном из рукавов галактики.
Наиболее плотно звезды расположены в центральной части, образуя там яркое шарообразное скопление. Ученые предполагают, что если взглянуть на нашу галактику со стороны, то она формой будет напоминать планету Сатурн – огромный сияющий шар, окруженный широким и относительно тонким неоднородным кольцом.
Кроме звезд, в галактике имеются огромные облака из газов и пыли. Некоторые из них испускают разноцветное свечение. Современная наука установила, что из таких туманностей в течение миллиардов лет формируются новые звезды и звездные системы.
Что находится в центре галактики?
Как выглядит галактика?
Одно из наиболее загадочных мест в галактике – ее центральная область. Но ее физические свойства настолько отличаются от окружающих ее участков космоса, что ученые долго не могли понять природу этого явления.
Только недавно было точно установлено, что центральную часть нашей галактики занимает черная дыра.
Это область пространства с измененными свойствами.
Возраст нашей галактики относительно невелик – около 12 миллиардов лет. И процессы образования звезд в ее ядре до сих пор активно продолжаются. Там обнаружено множество белых карликов – молодых звезд. Также есть гигантские скопления раскаленного газа, черные дыры различной мощности и нейтронные звезды.
Возраст нашей галактики
Все это в комплексе образует гигантскую, невообразимо огромную космическую «кухню». Она продолжает поставлять во Вселенную новые звезды, как горячие пирожки.
Что больше, Вселенная или галактика?
Кстати, наша галактика, несмотря на ее размеры, не одинока во Вселенной. Сегодня ученым-астрономам достоверно известно о более чем ста других галактиках.
Некоторые из них расположены сравнительно близко от нашей и могут быть различимы даже невооруженным глазом, как, например, галактика в созвездии Волосы Вероники. Другие можно увидеть только в мощный телескоп обсерватории. Третьи различимы только с орбитальной станции, где атмосфера не препятствует наблюдению за космосом.
Имееет ли галактика бесконечную энергию?
Вселенная, согласно представлениям ученых, бесконечна, и в ней находится бесконечное число галактик. Одни рождаются из облаков раскаленного газа и пыли, другие находятся в таком же состоянии, как и наш Млечный путь. А третьи угасают, исчерпав свою энергию.
Кстати, до сих пор нет единой теории, объясняющей происхождение Вселенной и образование в ней галактик. Возможно, в отдаленном будущем человечество будет обладать этими знаниями. Но пока мы можем только строить об этом самые фантастические догадки.
Sky Tellers — Galaxies
Занятия SkyTellers Galaxies для детей младшего возраста
См. также:
Мероприятия и ресурсы LPI Family Event Galaxies
Мероприятия и ресурсы средней школы Stars and Galaxies
О нашей Галактике — Млечном Пути
Что такое Млечный Путь?
Млечный Путь — это галактика, медленно вращающееся скопление из более чем 200 миллиардов звезд! Это одна из многих галактик в нашей Вселенной.
Что такое галактика?
Галактики представляют собой большие скопления звезд, газа и пыли. В них могут быть от миллионов до миллиардов звезд, объединенных в скопление за счет гравитационного притяжения друг к другу. Большинство галактик плоские, но бывают и разной формы – спиральные, эллиптические и неправильные.
Как выглядит Млечный Путь?
Наша галактика Млечный Путь немного похожа на вертушку. Это спиральная галактика диаметром около 100 000 световых лет с выпуклостью в центре (называемой ядерной выпуклостью), которая содержит ядро, широкий плоский диск с отчетливыми спиральными рукавами и окружающий ореол из звезд. В нашем Млечном Пути есть несколько «спиральных рукавов»: Стрелец, Лебедь, Персей и Орион. Наша Солнечная система расположена на внутреннем краю рукава Ориона. Наша галактика медленно вращается, и наша Солнечная система вращается вместе с ней. Нашей Солнечной системе требуется около 250 миллионов лет, чтобы совершить один полный оборот вокруг центра галактики.
В разных частях галактики содержится разное количество звезд. В центре галактики, в ядерной выпуклости, находятся старые звезды, богатые металлами. Горячие молодые звезды, богатые металлами, такие как наше Солнце, существуют в пыльных рукавах диска. Они, как правило, голубоватого цвета, что придает диску синий оттенок. Старые, бедные металлами звезды существуют во внешнем гало нашей галактики. Это самые ранние сформировавшиеся звезды в нашей галактике.
Инфракрасное изображение спиральной галактики (NGC 7331), полученное космическим телескопом NASA Spitzer. Ученые считают, что эта галактика похожа на нашу с закрученными рукавами и центральной выпуклостью. Эта галактика находится примерно в 50 миллионах световых лет от Земли, в созвездии Пегаса. Изображение предоставлено НАСА, Лабораторией реактивного движения, Калифорнийским технологическим институтом и Научным институтом космического телескопа.
Снимок спиральной галактики (NGC4114), сделанный космическим телескопом Хаббла, расположенной примерно в 60 миллионах световых лет от Земли.
Изображение предоставлено AURA, Научным институтом космического телескопа и НАСА.
Великолепные детали пыльной спиральной галактики
Снимок спиральной галактики (NGC3949), полученной космическим телескопом Хаббла, примерно в 50 миллионах световых лет от Земли, расположенной в направлении Большой Медведицы. Ученые считают, что эта галактика похожа на нашу по форме и структуре, и они изучают ее, чтобы получить представление о Млечном Пути. Подобно Млечному Пути, здесь есть голубой диск молодых звезд с ярко-розовыми областями, где, как считается, звезды рождаются. Центральная выпуклость состоит из более старых и красных звезд.
Изображение предоставлено НАСА, Европейским космическим агентством и группой наследия Хаббла (Научный институт космического телескопа/AURA). . Изображение предоставлено НАСА.
Взгляд COBE на Млечный Путь
Где мы находимся в галактике Млечный Путь?
Мы находимся в одном из спиральных рукавов, примерно в 25 000 световых лет от центра галактики Млечный Путь — или примерно на полпути от центра.
Ты видишь Млечный Путь? Да! Очень темной ночью, вдали от ярких огней, вы можете увидеть в небе слабую туманную или молочную полосу. Это Млечный Путь. Туманный внешний вид возникает из-за того, что очень много звезд очень далеки; ваш глаз не может различить звезды как отдельные точки света. С помощью бинокля или телескопа можно увидеть отдельные звезды.
Млечный Путь виден в ночном небе над Австралией. Изображение предоставлено Джоном Геласоном, Celestial Images.
Астрономическая картина дня — 24 февраля 1999 г.
Почему мы видим Млечный Путь в виде полоски на небе? Млечный Путь подобен большому плоскому диску в космосе. Мы смотрим в широкую часть диска, когда смотрим на полосу на небе.
Откуда взялась наша галактика?
Некоторые звезды и звездные скопления в Млечном Пути образовались в результате коллапса больших вращающихся газовых облаков вскоре после образования Вселенной, тогда как другие образовались позже.
Некоторые звезды пришли из других галактик, которые были втянуты (или «съедены») нашей растущей галактикой.
Самые ранние звезды образовались из водорода и гелия. По мере взросления они создавали новые, более тяжелые элементы. Когда эти звезды в конце концов взорвались, превратившись в огромные сверхновые, они высвободили более тяжелые элементы, которые присоединились к другим газам и пыли, сформировав более поздние звезды. Звезды все еще формируются, развиваются и умирают, каждая из которых вносит свой вклад в образование газа и пыли в нашей Галактике — каждая вносит свой вклад в формирование других звезд.
Существуют ли другие галактики?
Да! В нашей Вселенной есть миллиарды других галактик.
Галактики организованы в скопления. Наша галактика Млечный Путь является частью Местной группы, скопления около 35 галактик, включая галактику Андромеды.
ГАЛАКТИКА
Галактики — это огромные космические острова из звезд, газа, пыли и темной материи, удерживаемые вместе гравитацией.
Острый глаз Хаббла выявил сложные детали формы, структуры и истории галактик — будь то поодиночке, в составе небольших групп или в составе огромных скоплений. Эти открытия, от сверхмассивных черных дыр в галактических центрах до гигантских вспышек звездообразования и титанических столкновений между галактиками, позволяют астрономам исследовать текущие свойства галактик, а также изучать, как они формировались и развивались с течением времени.
Что такое галактика?
Галактики представляют собой скопления звезд, газа, пыли и темной материи. Они бывают разных форм и размеров. Некоторым суждено столкнуться, например, Млечному Пути и Андромеде. Авторы и права: НАСА и Дж. Олмстед (STScI)
.
Какие виды галактик существуют?
Астрономы делят галактики на три основные категории: эллиптические, спиральные и неправильные.
Эти галактики охватывают широкий диапазон размеров, от карликовых галактик, содержащих всего лишь 100 миллионов звезд, до гигантских галактик с более чем триллионом звезд.
Эллиптические галактики, на долю которых приходится около трети всех галактик, варьируются от почти круглых до очень вытянутых. Они обладают сравнительно небольшим количеством газа и пыли, содержат более старые звезды и больше не образуют активных звезд. Самые большие и самые редкие из них, называемые гигантскими эллиптическими, имеют диаметр около 300 000 световых лет. Астрономы предполагают, что они образуются в результате слияния более мелких галактик. Гораздо чаще встречаются карликовые эллиптические объекты, ширина которых составляет всего несколько тысяч световых лет.
Спиральные галактики выглядят как плоские бело-голубые диски из звезд, газа и пыли с желтоватыми выпуклостями в центре. Эти галактики делятся на две группы: обычные спирали и спирали с перемычкой. В спиралях с перемычкой полоса звезд проходит через центральную выпуклость.
Рукава спиралей с перемычкой обычно начинаются на конце перемычки, а не от утолщения. Спирали активно формируют звезды и составляют большую часть всех галактик в локальной вселенной.
Неправильные галактики, в которых очень мало пыли, не имеют ни дисковой, ни эллиптической формы. Астрономы часто видят неправильные галактики, заглядывая глубоко во Вселенную, что эквивалентно оглядыванию назад во времени. Эти галактики были многочисленны в ранней Вселенной, до того, как появились спиральные и эллиптические.
Помимо этих трех классических категорий, астрономы также идентифицировали множество галактик необычной формы, которые, по-видимому, находятся в переходной фазе галактического развития. К ним относятся те, которые находятся в процессе столкновения или взаимодействия, и те, у которых активные ядра выбрасывают струи газа.
На этом рисунке сравниваются иллюстрации трех основных типов галактик (вверху) с реальными фотографиями галактик (внизу), которые соответствуют категориям.
Авторы и права: А. Фейлд (STScI)
Что такое темная материя?
В конце 1970-х астроном Вера Рубин сделала неожиданное открытие темной материи. Она изучала вращение галактик, когда поняла, что огромная спиральная Галактика Андромеды, казалось, вращается странно. В явном нарушении законов Ньютона и Кеплера вещество на краях галактики двигалось так же быстро, как и вещество вблизи центра, хотя большая часть массы, которую она могла видеть, была сосредоточена в центре. Некоторая дополнительная невидимая масса, получившая название темной материи, по-видимому, удерживает галактику вместе. Вскоре она обнаружила, что огромный ореол темной материи присутствует в галактике за галактикой, которые она исследовала.
На этом детальном изображении нашего ближайшего галактического соседа, галактики Андромеды, содержится более 100 миллионов разрешенных звезд и тысячи звездных скоплений. Панорама простирается от центральной выпуклости галактики через полосы звезд и пыли к более разреженному внешнему диску.
Авторы и права: НАСА, ЕКА, Дж. Далкантон, Б. Ф. Уильямс и Л. К. Джонсон (Вашингтонский университет), команда PHAT и Р. Гендлер. ВЫПУСК НОВОСТЕЙ: 2015-02 >
Почти полвека спустя ученые до сих пор не знают, что такое темная материя. Однако они знают, что темная материя составляет около 84 процентов материала Вселенной. Его невидимое и вездесущее присутствие влияет на то, как звезды движутся внутри галактик, как галактики тянут друг друга и как материя слипалась воедино в ранней Вселенной.
Одним из лучших доказательств существования темной материи является скопление галактик 1E 0657-556, также известное как Скопление Пули. Это скопление образовалось после столкновения двух больших скоплений галактик, самого энергичного события, известного во Вселенной со времен Большого взрыва. Поскольку основные компоненты пары скоплений — звезды, газ и кажущаяся темная материя — ведут себя по-разному во время столкновения, ученые смогли изучить их по отдельности.
Звезды галактик, которые телескопы Хаббл и Магеллан наблюдали в видимом свете, почти не пострадали от столкновения и прошли насквозь.
Горячий газ от двух сталкивающихся скоплений, наблюдаемый рентгеновской обсерваторией Чандра в рентгеновском диапазоне, содержит большую часть обычного вещества пары скоплений. Поскольку газы взаимодействуют электромагнитным образом, газы обоих скоплений замедлились гораздо больше, чем звезды. Третий элемент в этом столкновении, темная материя, был обнаружен косвенно с помощью гравитационного линзирования фоновых объектов.
Темная материя по определению не взаимодействует электромагнитно (т. е. со светом) — она темная! Таким образом, во время столкновения сгустки темной материи из двух скоплений тихо скользят друг мимо друга, как и звезды, оставляя горячий газ (большую часть обычной материи) позади. Гравитационное линзирование осталось с темной материей, а не с газом. Если бы горячий газ был самым массивным компонентом в скоплениях, такого эффекта не было бы видно. Вместо этого наблюдения кажутся первым прямым доказательством существования темной материи.
Скопление Пуля образовалось в результате столкновения двух больших скоплений галактик.
Горячий газ, обнаруженный «Чандрой» в рентгеновских лучах, виден на изображении в виде двух розовых сгустков и содержит большую часть «нормального», или барионного, вещества в двух скоплениях. Сгусток в форме пули справа — это горячий газ из одного скопления, который во время столкновения прошел через горячий газ из другого, большего скопления. Оптическое изображение, полученное телескопами Хаббл и Магеллан, показывает галактики оранжевым и белым цветом. Синие области на этом изображении показывают, где астрономы находят большую часть массы в скоплениях. Большая часть материи в скоплениях (синяя) явно отделена от обычной материи (розовая), что прямо указывает на то, что почти вся материя в скоплениях темная. Авторы и права: Рентген: NASA/CXC/M.Markevitch et al.; Оптика: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe и др.; Карта линз: NASA/STScI; ЭСО ВФИ; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al. ВЫПУСК НОВОСТЕЙ: 2006-39>
Могут ли галактики столкнуться?
Хотя расстояния между галактиками кажутся большими, диаметры галактик тоже.
По сравнению со звездами галактики расположены относительно близко друг к другу. Они взаимодействуют и даже сталкиваются. Когда галактики сталкиваются, они проходят друг через друга; их звезды не врезаются друг в друга из-за огромных расстояний между ними. Однако гравитационные взаимодействия между сталкивающимися галактиками могут создать новые волны звездообразования, сверхновых и даже черных дыр. Столкновения действительно искажают форму галактики, и компьютерные модели показывают, что столкновения между спиральными галактиками могут в конечном итоге привести к образованию эллиптических галактик.
Этот небесный огненный шторм — пылающие обломки столкновения двух спиральных галактик, которое началось несколько сотен миллионов лет назад. Столкновение стянуло темную пыль в длинные нити, протянувшиеся через галактики. Он также сжал огромные облака газа и пыли, вызвав бурное образование новых звезд в галактиках. Авторы и права: НАСА, ЕКА и группа «Наследие Хаббла» (STScI/AURA) — Совместная работа ЕКА/Хаббла СООБЩЕНИЕ ДЛЯ НОВОСТЕЙ: 2006–46 >
Через четыре миллиарда лет наша собственная галактика Млечный Путь обречена на столкновение с соседней спиральной галактикой Андромеды.
галактика. Солнце, скорее всего, будет отброшено в новый регион нашей галактики, но Земле и Солнечной системе ничего не угрожает. Андромеда, также известная как M31, сейчас находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас, но она неумолимо падает к Млечному Пути под действием взаимного притяжения двух галактик и невидимой темной материи, которая их окружает.
Компьютерное моделирование, полученное на основе данных Хаббла, показывает, что потребуется еще два миллиарда или более лет после столкновения, чтобы взаимодействующие галактики полностью слились под действием гравитации. Они превратятся в единую эллиптическую галактику, подобную той, что обычно наблюдается в локальной вселенной. Моделирование показывает, что наша Солнечная система, вероятно, будет отброшена намного дальше от галактического ядра, чем сегодня.
Чтобы усложнить ситуацию, третья по величине галактика в Местной группе, галактика Треугольника или M33, присоединится к столкновению и, возможно, позже сольется с парой Андромеды/Млечного Пути.
Есть небольшой шанс, что M33 первой столкнется с Млечным Путем.
На этой иллюстрации изображено ночное небо через 3,75 миллиарда лет, когда приближается галактика Андромеды. В этот момент Андромеда заполняет поле зрения, и Млечный Путь начинает демонстрировать искажения из-за притяжения Андромеды. Авторы и права: НАСА, ЕКА, З. Левей и Р. ван дер Марел (STScI), Т. Халлас и А. Меллингер. ВЫПУСК НОВОСТЕЙ: 2012–2020 >
Как формируются галактики?
Внешний вид и состав галактик формируются на протяжении миллиардов лет в результате взаимодействия с группами звезд и другими галактиками. Хотя мы точно не знаем, как образовались галактики и приняли те формы, которые мы видим сейчас, у нас есть некоторые идеи об их происхождении и эволюции. Используя суперкомпьютеры, ученые могут заглянуть в прошлое и смоделировать, как галактика могла сформироваться в ранней Вселенной и превратиться в то, что мы видим сегодня.
Наблюдения астронома Эдвина Хаббла привели к мысли, что Вселенная расширяется. Ученые оценивают возраст Вселенной в 13,8 миллиарда лет, основываясь на скорости расширения. Поскольку чем глубже вы смотрите в космос, тем дальше вы заглядываете в прошлое, мы можем заключить, что галактики на расстоянии нескольких миллиардов световых лет образовались довольно скоро после Большого взрыва. Хотя большинство галактик образовались рано, данные показывают, что некоторые галактики сформировались в течение последних нескольких миллиардов лет — относительно недавно по космическим меркам.
Ранняя Вселенная была заполнена в основном водородом и гелием, причем некоторые области были немного более плотными, чем другие. Эти плотные области немного замедляли расширение Вселенной, позволяя водороду и гелию накапливаться в небольшие облака, кружащиеся в пространстве. Гравитация заставила газ в этих облаках коллапсировать и образовать первое поколение звезд. Эти первые звезды быстро сгорели.
Гравитация продолжала сжимать облака. По мере того как другие облака приближались друг к другу, гравитация заставляла их сталкиваться друг с другом и объединяла облака в более крупные вращающиеся стаи. По мере того, как облака разрушались, они превращались во вращающиеся диски, в которых накапливалось больше газа и пыли. Образовались новые звезды, создав обширные спиральные рукава, заполненные колониями звезд. По периферии были разбросаны шаровые скопления вместе с ореолом газа, пыли и темной материи.
Хотя Хаббл не может увидеть самые первые галактики, он может отслеживать развитие галактик на протяжении большей части космического времени. Серии снимков Hubble Deep Field и другие глубокие исследования выявили галактики на самых разных расстояниях во Вселенной и, следовательно, в разное время их развития. Дальние галактики, замеченные ранее во времени, имеют менее развитую структуру. Ближайшие галактики, наблюдаемые позже во времени, вырастают и напоминают знакомые формы галактик, которые мы видим в локальной вселенной.