Какие существуют галактики во вселенной: 15 самых необычных галактик во Вселенной

15 самых необычных галактик во Вселенной

Наука
Космос
Вселенная
Галактики

15 самых необычных галактик во Вселенной

Егор Морозов

—
23 октября 2019, 16:42

В видимой части нашей бесконечной Вселенной содержится, по самым скромным подсчетам, около 200 миллиардов галактик. С учетом такого огромного их числа, среди них хватает необычных: тут и галактики-зомби, и галактики-медузы, и даже галактики без темной материи. И сегодня мы поговорим про 15 самых необычных галактик в нашей необъятной Вселенной.

Космическая медуза

Галактика ESO 137-001, расположенная в созвездии Южный треугольник, удивительно похожа на медузу, плавающую среди моря звезд. По своему типу это спиральная галактика, однако на ее фото отчетливо видны яркие синие «щупальца».

По данным НАСА, они состоят из ярких молодых синих звезд, которые образуются внутри хвоста пыли и газа (невидимого невооруженным глазом), который вытекает из ESO 137-001. Этот процесс звездообразования немного загадочен, так как газ в хвосте должен быть слишком горячим для этого.

Галактика без темной материи?

В 2018 году космический телескоп Хаббла обнаружил нечто необычное: галактику почти без темной материи. Это открытие сразу же породило массу споров. Темная материя — это таинственная форма вещества, которая взаимодействует с гравитацией, но не со светом. Она составляет большую часть всей материи во Вселенной, поэтому нахождение галактики без нее было, по меньшей мере, странно.

Год спустя исследователи раскрыли тайну: галактика NGC 1052-DF2, оказывается, не была на расстоянии 65 миллионов световых лет от нас, как первоначально предполагалось. Реальное расстояние до нее составляет всего около 42 миллионов световых лет. Это изменение расстояния полностью меняет первоначальные расчеты массы галактики. А по новым оказывается, это все-таки довольно типичная галактика, в которой темная материя все же есть.

Галактика-зомби

Массивная дискообразная галактика MACS2129-1 (на картинке справа) вращается в два раза быстрее, чем Млечный Путь, но она далеко не так активна. Наблюдения телескопа Хаббла показывают, что она не создавала звезд уже около 10 миллиардов лет.

MACS2129-1 — это тот объект, который называют «мертвой галактикой», потому что там больше не формируются звезды. Открытие этой галактики создало множество вопросов. Ученые полагали, что галактики такого рода образуются в результате слияния небольших галактик с течением времени, но звезды MACS 2129-1 не образовались в такого рода взрывных слияниях: они образовались на ранней стадии развития самой галактики, в ее исходном диске. Результаты, опубликованные в журнале Nature в 2017 году, предполагают, что мертвые галактики каким-то образом внутренне перестраивают свою структуру по мере старения, а не меняют форму в процессе объединения с другими галактиками.  

Галактика-каннибал

Вселенная — страшная штука, так что путешествуя по ней автостопом, на забудьте свое полотенце. Кроме галактики-зомби в ней есть и галактики-каннибалы. Согласно исследованию 2019 года, галактика Андромеды, крупнейший сосед Млечного пути, пожирает более мелкие галактики в течение по меньшей мере 10 миллиардов лет. Еще через 4.5 миллиарда лет наша галактика столкнется с этим вселенским каннибалом, хотя еще не ясно, кто кого поглотит в этом жестоком акте.

К сожалению (или к счастью, тут уж как посмотреть), земляне вряд ли смогут увидеть, как будет происходить это столкновение, поскольку наше собственное Солнце постоянно нагревается и, вероятно, сделает жизнь на Земле невозможной примерно через 1–5 миллиардов лет. 

Головастик в космическом пространстве

На слегка психоделической фотографии выше вы можете наблюдать космического «головастика», плавающего в 300 миллионах световых лет от нас. Эта необычная галактика имеет хвост длиной в целых 500 000 световых лет — в 10 раз больше диаметра Млечного пути.  

Что же придало ей такую необычную форму? Две дисковые галактики потянули за собой меньшую карликовую галактику, сгруппировав звезды на одном конце в «голову», а остальные оставив в длинном «хвосте». Но такая конструкция не вечна. Через несколько миллиардов лет галактики сольются вместе с некоторыми другими в ближайших окрестностях, чтобы создать единую гигантскую галактику.

Галактика-вампир

Как вы уже, наверное, поняли выше, галактики часто взаимодействуют друг с другом, сжимая и растягивая своих соседей в самых непредсказуемых направлениях, к тому же втихую «высасывая» из них звезды. Одна из самых ярких галактик во Вселенной — такой вампир. На фото выше изображена W2246-0526, поглощающая около половины массы трех соседних галактик. 

Астрономы смогли наблюдать потоки звезд, соединяющие галактики — по крайней мере в том виде, как это было более 12 миллиардов лет назад, когда свет от них начал свое путешествие к Земле. Это наблюдение является самым отдаленным прямым снимком галактического каннибализма и единственным известным примером того, как галактика «высасывает» более одного соседа одновременно.

Обреченный «Маленький детеныш»

Эта галактика (на фото справа) могла бы выиграть конкурс на самое милое имя, вот только она обречена. Она поглощается своим более крупным соседом, галактикой NGC 3359, похожей на Млечный Путь. Однако сам «детеныш» интересен не этим — в нем почти не шли процессы звездообразования с момента появления нашей Вселенной 13.7 миллиардов лет назад. И возможность наблюдать, как NGC 3359 удаляет из нее звездообразующий газ, дает ученым шанс изучить его, тем самым заглянув в самое начало развития Вселенной.

Галактика в цвету

Галактика ESO 381-12, кажется, расцветает на фотографии выше. Она удалена от Земли на расстояние 270 миллионов световых лет, и находится в созвездии Центавра. Это линзовидная галактика: гибрид спиральной галактики, такой как Млечный Путь, и вытянутой эллиптической галактики.

Однако то, что делает ESO 381-12 действительно странной — это неровные «лепестки», которые выходят из ее основного диска. Астрономы не совсем уверены, что вызывает эти структуры, являющиеся на деле скоплениями звезд, которые вращаются по краям галактики. Вполне возможно, что эти «лепестки» — это ударные волны от относительно недавнего столкновения галактик, которые также обеспечили ESO 381-12 новым материалом для звездообразования.

Галактика со взрывным нравом

Мессье 83 — это большая фотогеничная спиральная галактика, похожая на Млечный путь. Она находится на расстоянии 15 миллионов световых лет от нас в созвездии Гидры. Мессье 83 необычна сразу в двух отношениях. Во-первых, в ее центре, по-видимому, имеется двойное ядро — возможно, это знак двух сверхмассивных черных дыр, удерживающих галактику вместе, или, возможно, это эффект от изогнутого диска звезд, вращающегося вокруг одной центральной черной дыры. Во-вторых, Мессье 83 — клондайк сверхновых. Астрономы непосредственно наблюдали шесть этих звездных взрывов в этой галактике, а также остатки еще 300. Это ставит Мессье 83 на второе место по наблюдаемым сверхновым, так как только галактика NGC 6946 более активна — целых 9 взорвавшихся звезд.

Космические паразиты

Изображение выше — это фото звезды, снятое телескопом Хаббла, а не психоделический одуванчик. То, что вы видите — это галактика (яркое пятно в углу), начинающая проходить за звездой (тот самый одуванчик). Такую галактику некоторые ученые называют «паразитной»: дескать, ее свет мешает изучению звезды. В 2020 году звезда полностью затмит собой галактику, но до этого момента астрономы могут изучать их совместные спектры, собирая некоторую информацию об области вокруг звезды, в которой могут скрываться экзопланеты.

Око Саурона

Вы когда-нибудь чувствовали, что за вами наблюдают? Диск спиральной галактики IC 2207 кажется огромным глазом в космосе. Эта особенность в форме глаза на самом деле представляет собой огромный сгусток из звезд и пыли, возникший, когда IC 2163 (справа на изображении) стала взаимодействовать с другой спиральной галактикой, NGC 2207 (слева). Эти «глаза» сохраняются всего несколько десятков миллионов лет, сказал астроном Микеле Кауфман, который сообщил об открытии в 2016 году.  Это «мгновение ока» в сравнении с продолжительностью жизни галактики, так что обнаружить такое — уникальная возможность.

Исследователи обнаружили, что газ и пыль движутся к центру IC 2207 со скоростью 100 километров в секунду, а затем разбиваются, как волны на берегу, становясь все более хаотичными и замедляясь по мере движения к центру галактики. Замедление приводит к тому, что газ накапливается и сжимается, что может подготовить почву для формирования новых звезд. 

Два сердца

Большинство галактик, вероятно, имеют в центре сверхмассивную черную дыру. Однако в редчайших случаях их может быть две. Одной из них является NGC 7674 (на фото вверху), спиральная галактика, в центр которой находится парочка черных дыр на расстоянии всего лишь светового года. Сама галактика, расположенная в 600 миллионов световых лет от Земли, вероятно, заполучила еще одну 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.

Самая быстрая галактика в дикой Вселенной

Если вы — галактика, то у вас есть только два пути: или поглотить другие галактики, или умереть. Галактика NGC 1277 выбрала последнее. О ней впервые узнали в 2018 году, и находится она в 240 миллионах световых лет от Земли. Она не образовывала звезды около 10 миллиардов лет, что делает ее мертвой галактикой.

Астрономы считают, что NGC 1277 обречена на одинокую смерть, потому что она движется слишком быстро, чтобы взаимодействовать с другими галактики при помощи гравитации (ее скорость составляет порядка 3.2 миллиона км/ч). Без газа и пыли от других галактик NGC 1277 больше не может образовывать звезды. Некоторые астрономы считают, что большинство галактик начали свою жизнь как NGC 1277, создавая спираль и другие формы только в результате более поздних слияний друг с другом. 

Навстречу Млечному пути

Наша Вселенная постоянно расширяется — об этом недвусмысленно говорят галактики, цвет которых смещен в красную область спектра, что по эффекту Доплера означает, что они улетают от нас. Но только не Мессье 90, свет от которой наоборот смещен к синей части спектра, то есть она летит к нам.

Мессье 90 является частью большой группы галактик, называемой скоплением Девы. По данным НАСА, ее можно увидеть в мае в северном полушарии с помощью телескопа или бинокля, если навести его на область между созвездиями Девы и Льва. 

Дом, милый дом

Млечный путь — наш галактический дом, что уже делает его необычным. При этом он живет достаточно бурной жизнью. В недавнем исследовании астрономы выяснили, что Млечный путь отобрал у Большого Магелланова Облака — галактики, расположенной в 163 000 световых лет от нашей — целых 6 галактик, две из которых достаточно крупные (Корина и Форнакс). В качестве бонуса исследование также показало, что Большое Магелланово Облако является более странным, чем считалось ранее. В нем находится множество крошечных карликовых галактик, некоторые из которых настолько слабы, что у них даже нет звезд, только темная материя.

iGuides в Яндекс. Дзен —  zen.yandex.ru/iguides.ru

iGuides в Telegram — t.me/igmedia

Источник:

The 15 Weirdest Galaxies in Our Universe

Рекомендации

• «Google Фото» классно прокачали. Сервис получил совершенно новый дизайн

• Главное ограничение iPhone наконец обошли. App Store больше не нужен

• 📱 Apple закрыла последний способ установки «Сбербанка». Как теперь скачать его на iPhone?

• AliExpress нагло завысил все цены. Не спешите с покупками

Рекомендации

«Google Фото» классно прокачали. Сервис получил совершенно новый дизайн

Главное ограничение iPhone наконец обошли. App Store больше не нужен

📱 Apple закрыла последний способ установки «Сбербанка». Как теперь скачать его на iPhone?

AliExpress нагло завысил все цены. Не спешите с покупками

Читайте также

Хакеры
Вирусы

Похоже, жадный YouTube сделает качество видео платным. Пользователи в гневе

YouTube
Google

Хакеры взломали PlayStation 5 и установили «пиратскую» игру

PlayStation
Игры

Галактики Вселенной — что это такое

Галактики Вселенной

В прошлый раз мы говорили о том, что галактики Вселенной еще в начале прошлого столетия были неизвестны людям. Но сейчас мы знаем богатство их форм и устройства, длинную историю и причудливый нрав — острова звезд мигрируют по космосу, танцуют друг с другом и сливаются вместе. О разнообразии галактик и пойдет сегодня речь.

Содержание:

• 1 Что такое галактика
• 2 Разнообразие галактик
  • 2.1 Структурные компоненты галактики
  • 2. 2 Классы галактик
• 3 Материалы по теме

Что такое галактика

Галактика часто воображается нами такой, какой традиционно показывается в энциклопедиях и документальных фильмах — громадной спиралью из голубоватого дыма, в котором прячутся гроздья звезд, посередине которой ярко светит ядро. Однако такой «звездный остров» — всего лишь одна разновидность правильных структур. Ведь бывают и неправильные галактики, лишенные выраженных ядер и рукавов — они бултыхаются в космическом пространстве подобно яйцу, разбитому в невесомости. Издали они мало чем отличаются от хаотичных туманностей: разница состоит в размерах и концентрации звезд.

Галактика Андромеды — ближайшая к нам крупная галактика

Итак, что нужно, чтобы назвать объект галактикой?

• Во-первых, это наличие в ней звезд и звездных скоплений — они составляют львиную долю видимой нам материи галактики. Но только видимой: большую часть массы любой галактики составляют прослойки газа и пыли, молекулярные облака и темная материя.
• Во-вторых, все это богатство должно быть связано в гравитационной системе и вращаться вокруг общего центра масс. Обычно им выступает галактический центр, о котором речь пойдет дальше — но его отсутствие не препятствие.
• Кроме внутреннего гравитационного взаимодействия, галактики взаимодействуют между собой. Меньшие «звездные острова» вращаются вокруг больших — а те выстраивают связи с другими гигантами, включаясь в крупномасштабную структуру Вселенной. Но в отличие от планет и их спутников, галактики славятся «хищными» нравами. Наш Млечный путь близок к тому, чтобы через пару миллиардов лет поглотить своих спутников, Большое и Малое Магеллановы Облака — а после этого его «слопает» галактика Андромеды.

Большое Магелланово облако — галактика-спутник Млечного пути

• Видной характеристикой галактики является размер — как и содержание звезд, так и размах. Однако тут как раз точности и нет. Существуют галактики, которые в радиусе сотни–второй световых лет вмещают сотни миллионов звезд. Но бывают и другие, в которых на ту же сотню световых лет рассыпаны считаные тысячи звезд. Поэтому единственный четкий критерий тут — это гравитационная отделенность от близлежащих «островов» и наличие собственного центра массы. Так, во Вселенной одновременно существуют галактики с несколькими тысячами светил, и с сотнями триллионов звезд.

Как видите, нет четких рамок или определения для понятия что такое галактика. Поэтому они такие разнообразные, часто совсем невообразимые. Это и сверхяркие мощные квазары, и Великий Аттрактор, и громадные звездные поля протяженностью в миллионы световых лет. Но даже у самых обычных галактик есть чем удивить. Об этом дальше.

Разнообразие галактик

Э.П. Хаббл со снимком галактики Андромеда в руках

Первое, что бросается в глаза при изучении галактик — их форма и узор. Одни выглядят как спирали циклонов в земной атмосфере, другие напоминают садовые оросители, с которых вырываются струи воды, а третьи представляют собой равномерные, плоские звездные диски. На этих характерных деталях строится современная классификация галактик, которая еще называется морфологической (морфология — наука о строении и форме чего-либо).

С самого начала изучения галактик Эдвином Хабблом, появилась теория о зависимости ее внешнего вида от возраста. Начав с небольшого и плотного скопления газа и звезд, галактики постепенно раскручивают спирали или же просто разрастаются вширь, после чего сжимаются обратно. Поэтому внешний вид «звездного острова» может рассказать нам многое о ее истории.

Структурные компоненты галактики

Эдвин Хаббл, пионер и новатор исследования «звездных островов» за пределами Млечного пути, выделил сначала 3, а потом 4 основных вида галактик, изучение и детализация которых продолжается до сих пор. Но даже сегодняшняя типология «звездных островов» базируется на морфологических составляющих галактики. Как в конструкторе, из этих деталей можно «построить» любую галактику. Астрономы выделяют следующие компоненты:

• Ядро — это центральная часть галактики, сосредоточение ее массы. Именно ядро служит гравитационным якорем для всех остальных компонентов галактики. Это может быть как и один космический объект, вроде черной дыры, так и целая группа звезд, туч пыли, черных дыр и прочих «жителей» галактического центра. Обычно имеется в виду последний вариант, именуемый также активным ядром галактики — таким, процессы и излучение которого не исчерпываются «жизнедеятельностью» одних только звезд.

Черная дыра в ядре галактики

• Диск — тонкий и плоский слой галактики, в котором вращается большинство ее содержимого. Принцип его расположения аналогичен плоскости эклиптики Солнечной системы, где лежат орбиты самых массивных планет. Также это самая заметная часть галактики, поскольку занимает больше всего площади. Единый галактический диск делится на две составляющие — газопылевой и звездный.
• В диске могут проступать спиральные ветви, известные также как галактические рукава. Рукава не столь плотны, как другие элементы галактики, и в них много молодых звезд.

Интересный факт — некоторые галактики обладают сразу двумя дисками; второй называется полярным кольцом. Причем «лишний» диск со звездами и туманностями не всегда имеет общий центр массы с основным. Полярные галактические кольца чаще всего возникают во время слияния галактик или спонтанного образования второго галактического центра, хотя точный механизм пока неизвестен.

• Сфероидальный компонент — та часть звезд и галактического газа, которые находятся вне галактического диска и размещаются по сфере притяжения вокруг ядра. Его доля в общей массе галактики может колебаться.

  Центр, балдж и гало

• Балдж (от англ. «вздутие, выпуклость») — сферическая объемная оболочка центра галактики. Его составляют крупные звезды-гиганты, старые светила и шаровые звездные скопления. Балдж — самая концентрированная и наиболее яркая часть любой галактики. Его наличие является индикатором сверхмассивной черной дыры. Рядом с балджем может находиться бар (от англ. «перемычка») — вытянутый «мостик» между балджем и галактическими рукавами.
• Когда балдж принадлежит к центру сфероидальной составляющей галактики, то гало заполняет всю внешнюю часть «звездного острова». Это самая большая часть галактики, поскольку распространяется далеко за пределы диска, и самая массивная, поскольку состоит большей частью из темной материи.

Классы галактик

Теперь, когда вы знаете основные составляющие любой галактики, определить ее класс очень легко. Надо только оценить выраженность главных элементов — звездного и газопылевого дисков, ядра и сфероидальной составляющей.

Эллиптические галактики (E)

Эллиптические галактики — первый класс «звездных островов», который служит опорной точкой для других типов. Их особенность заключается в том, что у них нет ни диска, ни рукавов — грубо говоря, они являются одним большим балджем и состоят из галактической сферы. Что правда, сфера не совсем правильная: эллиптические галактики всегда в большей или меньшей степени вытянуты, благодаря чему и получили свое название.

Гигантская эллиптическая галактика ESO 325-G004

Звездный состав эллиптических галактик примечателен своей умеренностью. Большинство их звезд — либо старые красные гиганты, либо умеренные красные и желтые карлики. Есть и яркие, но они редко поднимаются высоко по диаграмме Герцшпрунга–Рассела — светимость белых звезд в эллиптических галактиках не очень сильная. А голубые гиганты, звезды Вольфа–Райе и прочие массивные и активные светила попросту отсутствуют или же крайне редки.

Хотя образование и развитие галактик пока что покрыто пеленой тайны для астрономов, есть некоторые предположения относительно эллиптических галактик. У них мало газа и пыли, новые звезды формируются редко, а существующие светила немолоды — следовательно, до их нынешнего состояния прошло немало лет. А эллиптическую форму не так просто получить. Самый вероятный вариант — это столкновение и взаимопоглощение двух спиральных или линзовидных галактик воедино.

Материалы по теме

В пользу теории свидетельствует также то, что самая крупная галактика в наблюдаемой Вселенной, IC 110, тоже принадлежит к эллиптическим. Если это так, то после столкновения с галактикой Андромеда наш Млечный путь тоже превратится в гигантскую эллиптическую галактику.

Линзовидные галактики(S0)

Линзовидные галактики — это промежуточное звено по форме между эллиптическими и спиральными галактиками. У них сохраняется массивный центр, но при этом существуют вполне сформированные диски: звездный и газовый. Из-за контраста выпуклого балджа и распластанного диска эти галактики похожи на двояковыпуклые линзы, из-за чего и получили свое название.

«Население» линзовидных галактик сродни наполнению эллиптических — все те же старые звезды, небольшие зрелые светила и звездные останки вроде сверхновых, черных дыр и подобных им объектов. Как и у предыдущего класса галактик, у них не так много свободного газа, но зато достаточно галактической пыли. Это наталкивает астрономов на мысль о том, что линзовидные «звездные острова» являются «истаявшими» наследниками спиральных галактик, в которых звездообразовательный потенциал исчерпался, а рукава слились.

Линзовидные и эллиптические галактике составляют 40% от всей галактической популяции Вселенной — каждая по половине общего числа. И хотя даже вместе они не такие распространенные, как спиральные, линзовидные и эллиптические часто встречаются на снимках телескопов.

Линзовидная галактика Веретено или NGC 5866

Спиральные галактики (S)

Классическая спиральная галактика в общих чертах представляет собой эллиптическую галактику, от центра-балджа которой отходят спиральные рукава. Также она активно вращается (на что указывает спиральная форма) и обладает выраженными газовыми и пылевыми составляющими. Рукава спиральных галактик разительно отличаются по составу от центра: они богаты на свободную видимую материю, из-за чего активно образуются звезды. Ещё преобладающее число спиральных галактик имеет бар-перемычку. Галактики этого класса являются наиболее распространенными во Вселенной: на них приходится 55% от всего числа «звездных островов».

Как правило, рукавов у таких галактик немного, и спираль закручена лишь на несколько витков. Точной причины того, почему галактики не закручиваются «туже», неизвестно. Да, звезды движутся вокруг центра галактики очень быстро, ускоряясь ближе к центру, и свободно мигрируют с одной части спирали в другую. Но этого недостаточно для «заморозки» галактических рукавов в пространстве.

NGC 1097 — спиральная галактика с перемычкой в созвездии Печь

Одной из наиболее вероятных теорий является то, что спираль формируется под влиянием волн плотности. Они сжимают облака газа и пыли, попадающие в рукава, «фиксируя» их и активируя звездорождение. Там образуются в основном массивные и яркие голубые звезды, которые существуют всего несколько миллионов лет, и потому практически не изменяют свое положение. Все это способствует стабильности рукавов.

Это, однако, лишь теория. Какое-либо длительное наблюдения развития галактик невозможно, да и их структура слишком сложна, дабы утверждать что-то точно. Однако факт остается фактом: массивных и ярких звезд в рукавах очень много, из-за чего они отсвечивают голубым.

Неправильные галактики(Irr)

Неправильная галактика NGC 5477

Неправильные галактики — самые редкостные из «звездных островов». Они похожи на рваные тучи, да и повторяют их строением. В них много газов, пыли и скоплений звезд, но нет главных структурных элементов — спиралей, балджа и т.д. Некоторые из них напоминают эллиптические или спиральные галактики. Многие неправильные галактики стали такими из-за гравитационного влияния со стороны, исказившего их форму. Но есть «звездные острова», которые приобрели такой вид сами по себе.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 23011

Запись опубликована: 03.04.2016
Автор: Виталий Патинскас

Виды галактик во Вселенной

При перепечатке материалов с этого сайта, ссылка на kosmoved. ru обязательна.

© Copyright 2014-2020, kosmoved.ru

Контакты: [email protected]

Галактики Вселенной — сколько их, какие самые большие и красивые, дальние и близкие, структура и карта, скорость и типы: эллиптические и спиральные

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.

Содержание

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.

Самые странные галактики во Вселенной

Галактика – это огромная система звезд, планет, газа и пыли, которые гравитационно связаны друг с другом. Наша Солнечная система, например, является частью галактики Млечный Путь, которая, предположительно, содержит более 100 миллиардов других звезд. В целом исследователи полагают, что количество галактик во Вселенной превышает два триллиона. При этом большинство галактик подпадают под четко определенные классификации и имеют либо спиральную форму, как Млечный путь, либо эллиптическую или неправильную форму. Но на просторах бесконечной Вселенной существуют галактики, не поддающиеся классификации. Хотя некоторые странные и причудливые галактики являются результатом гравитационных взаимодействий с другими более массивными, а иногда и менее массивными объектами, у них есть кое-что общее: они больше похожи на фантазию художника, чем на реальные, осязаемые коллекции миллиардов звезд. Знакомим вас с самыми странными галактиками, известными человечеству на сегодняшний день.

На сегодняшний день известно всего несколько кольцевых галактик, подобных Объекту Хога, расположенной в созвездии Змеи на расстоянии 600 световых лет от ЗЕмли. Обнаружена в 1950 году американским астрономом Артуром Хогом.

Содержание

• 1 Классификация галактик Эдвина Хаббла
• 2 Галактика черный глаз (М64)
• 3 Галактика Южное колесо (М83)
• 4 Галактика Сомбреро (M104)
• 5 Галактика Центавр A (NGC 5128)
• 6 Галактика NGC474

Классификация галактик Эдвина Хаббла

Классификация галактик разработанная астрономом Эдвином Хабблом в ХХ годах прошлого века.

Первым шагом к пониманию многих различных явлений часто может быть их классификация. С этой целью выдающийся астроном Эдвин Хаббл в 1920-х годах изучил большую выборку изображений галактик и классифицировал их в соответствии с их особенностями. В своей работе Хаббл предложил классифицировать галактики на три основных типа: эллиптические, спиральные и неправильные. Сегодня для классификации различных галактик астрономы используют разработанную Хабблом последовательность, которая помогает им точно изучать отдельно взятые галактики.

Читайте также: Галактики без темной материи на самом деле существуют?

Галактика черный глаз (М64)

Галактика Черный Глаз (М64) (The Black Eye Galaxy)
Тип: Спиральная Галактика
Созвездие: Волосы Вероники

М64 расположена в 17 миллионах световых лет от Земли в созвездии Волосы Вероники.

Несмотря на несметное обилие разноцветных и ярких галактик во Вселенной, М64 выделяется на их фоне, напоминая яркие обложки научно-фантастических журналов 1950-х годов. Звезды в этой галактике формируются в огромном количестве, о чем свидетельствует красный свет на снимке космического телескопа Hubble выше. Но что действительно странно, так это то, что М64 состоит из двух слипшихся галактик с разным направлением вращения. Внутренняя часть системы вращается в одну сторону, в то время как звезды и пыль во внешних частях (на расстоянии около 40 000 световых лет) – в другую.

Бросающаяся в глаза темная структура Messier 64 – заметная пылевая особенность галактики, скрывающая звезды позади.

Галактика Южное колесо (М83)

Галактика Южное колесо (The Southern Pinwheel)
Тип: Зарешеченная Спиральная Галактика
Созвездие: Гидра

Галактика южное колесо находится на расстоянии приблизительно 15 миллионов световых лет от нас.

Во Вселенной есть много красивых галактик, но эта, также известная как Мessier 83, стоит особняком. Особенность этой галактики в большом количестве взрывов сверхновых звезд. В настоящее время под наблюдением находятся восемь активных сверхновых, но были отмечены останки еще сотен. Причины большого количества сверхновых пока неизвестны, но что объяснимо, так это огромное количество активных областей звездообразования, которые показаны на снимке розовым цветом. Розовый цвет – это результат огромного количества ультрафиолетового света, генерируемого миллионами молодых, новых звезд, воздействующих на окружающие облака газа и пыли. Красота.

Галактика Сомбреро (M104)

Галактика Сомбреро (Sombrero Galaxy)
Тип: Спиральная галактика без перемычки
Созвездие: Дева

Галактика сомбреро находится на расстоянии 29,3 миллиона световых лет от Солнца. Согласно наблюдениям Spitzer, M104 является двумя галактиками: плоская спиральная находится внутри эллиптической.

Обнаруженная в 1781 году, галактика «Сомбреро» получила свое название благодаря выступающей центральной части и ребру из темного пылевого вещества. Обычно центр или ядро галактики состоит из одного однородного набора звезд, однако в случае М104 ядро состоит из нескольких четко разделенных скоплений звезд, хотя это не так легко увидеть в оптическом свете. На протяжении многих лет астрономы затруднялись объяснить наличие пылевой полосы, окружающей ядро. Ситуация изменилась в феврале 2020 года, когда команда астрономов под руководством Пола Гудфруа (Paul Goudfrooij) проанализировала данные наблюдений космического телескопа Hubble. Полученные результаты показали, что галактика М104 была сформирована в результате мощного столкновения крупных галактик. К такому выводу ученые пришли измерив металличность звезд гало, которые расположены далеко от центра и диска галактики.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного.

Галактика Центавр A (NGC 5128)

Галактика Центавр A (Centaurus A)
Тип: Эллиптическая галактика
Созвездие: Центавра

Центавр А – одна из самых близких к нам галактик, расположена на расстоянии 12 млн световых лет

Галактика Центавр А, как видно на фото выше, странная. В оптическом свете NGC 5128 представляет собой огромную эллиптическую галактику, но действительно странная вещь заключается в том, что на более высоких частотах становится видно глубоко скрытую спираль. В настоящее время считается, что спиральный компонент – это остатки спиральной галактики, в прошлом поглощенной более крупной и массивной эллиптической галактикой. Однако, крайне маловероятно, что это взаимодействие оставило бы спираль неповрежденной или даже узнаваемой. На приведенном выше снимке отчетливо видна сохранившаяся спиральная структура NGC 5128.

Галактика NGC474

Галактика NGC474
Тип: Эллиптическая галактика
Созвездие: Рыбы

Открыта Уильямом Гершелем в 1784 году. Многочисленные светящиеся оболочки показывают неожиданно сложную структуру этой галактики

Если Галактика южное колесо выглядит так, как должны выглядеть активные галактики, то NGC474 – как раз тот вариант, как эллиптические галактики выглядеть не должны. На снимке перед вами отнюдь не впечатление художника после прочтения научно-фантастического романа, а реально существующая галактика, которая разрывается на части приливными влияниями спиральной галактики позади нее и над ней. Однако именно из-за разреженных оболочек газа и пыли, которые придают этой галактике вид медузы, мы знаем, что многие, если не большинство известных галактик имеют вокруг себя подобные газовые оболочки. Исследователи полагают, что это – прямой результат столкновений с другими галактиками в (космологически говоря) недавнем прошлом.

ВселеннаяГалактикиЗвездыСверхновые звезды

Для отправки комментария вы должны или

Звездные острова: галактики

Алексей Левин
«Популярная механика» №11, 2011

История изучения планет и звезд измеряется тысячелетиями, Солнца, комет, астероидов и метеоритов — столетиями. А вот галактики, разбросанные по Вселенной скопления звезд, космического газа и пылевых частиц, стали объектом научного исследования лишь в 1920-е годы.

Галактики наблюдали с незапамятных времен. Человек с острым зрением может различить на ночном небосводе светлые пятна, похожие на капли молока. В Х веке персидский астроном Абд-аль-Раман аль-Суфи упомянул в своей «Книге о неподвижных звездах» два подобных пятна, известных теперь как Большое Магелланово облако и галактика М31, она же Андромеда. С появлением телескопов астрономы наблюдали все больше таких объектов, получивших название туманностей. Если английский астроном Эдмунд Галлей в 1716 году перечислил всего шесть туманностей, то каталог, опубликованный в 1784 году астрономом французского военно-морского флота Шарлем Мессье, содержал уже 110 — и среди них четыре десятка настоящих галактик (в том числе и М31). В 1802 году Уильям Гершель опубликовал перечень из 2500 туманностей, а его сын Джон в 1864 году издал каталог, где было более 5000 туманностей.

Природа этих объектов долгое время ускользала от понимания. В середине XVIII века некоторые проницательные умы увидели в них звездные системы, подобные Млечному Пути, однако телескопы в то время не предоставляли возможности проверить эту гипотезу. Столетием позже восторжествовало мнение, что каждая туманность — это газовое облако, подсвеченное изнутри молодой звездой. Позже астрономы убедились, что некоторые туманности, в том числе и Андромеда, содержат множество звезд, однако еще долго не было ясно, расположены они в нашей Галактике или за ее пределами. И лишь в 1923–1924 годах Эдвин Хаббл определил, что расстояние от Земли до Андромеды как минимум троекратно превосходит диаметр Млечного Пути (на самом деле примерно в 20 раз) и что М33, другая туманность из каталога Мессье, удалена от нас на никак не меньшую дистанцию. Эти результаты положили начало новой научной дисциплине — галактической астрономии.

Карлики и гиганты

Вселенная заполнена галактиками разного размера и разных масс. Их количество известно весьма приблизительно. Семь лет назад орбитальный телескоп «Хаббл» за три с половиной месяца обнаружил около 10 000 галактик, сканируя в южном созвездии Печи участок небосвода, в сто раз меньший, нежели площадь лунного диска. Если предположить, что галактики распределяются по небесной сфере с такой же плотностью, получится, что в наблюдаемом космосе их 200 млрд. Однако эта оценка сильно занижена, поскольку телескоп не смог заметить великое множество очень тусклых галактик.

Среди галактик есть и карлики, и гиганты. В авторитетном оксфордском справочнике Companion to Cosmology 2008 года издания написано, что самые мелкие галактики содержат миллионы звезд, а самые крупные — триллионы. Эта информация уже успела устареть. Как рассказал «ПМ» профессор Техасского университета в Остине Джон Корменди, в последние годы было открыто семейство мини-галактик всего лишь с сотнями звезд: «Это так называемые ультракомпактные карлики, линейные размеры которых лежат в пределах 20 парсек. Несмотря на малое количество звезд, масса таких галактик составляет миллионы и десятки миллионов солнечных масс. Скорее всего, в этом в основном повинна темная материя, хотя некоторые ученые полагают, что немалый вклад принадлежит черным дырам и нейтронным звездам. Как бы то ни было, старое определение галактики как крупного автономного звездного скопления больше не работает». На верхней границе галактического спектра находятся сверхгиганты диаметром порядка мегапарсека, у которых численность звездного населения достигает сотни триллионов.

Форма и содержание

Галактики различаются и морфологией (то есть формой). В целом их подразделяют на три основных класса — дисковидные, эллиптические и неправильные (иррегулярные). Это общая классификация, есть гораздо более детальные.

Дисковидная галактика — это звездный блин, вращающийся вокруг оси, проходящей через его геометрический центр. Обычно по обе стороны центральной зоны блина имеется овальное вздутие — балдж (от англ. bulge). Балдж тоже вращается, однако с меньшей угловой скоростью, нежели диск. В плоскости диска нередко наблюдаются спиральные ветви, изобилующие сравнительно молодыми яркими светилами. Однако есть галактические диски и без спиральной структуры, где таких звезд много меньше.

Центральную зону дисковидной галактики может рассекать звездная перемычка — бар. Пространство внутри диска заполнено газопылевой средой — исходным материалом для новых звезд и планетных систем. Галактика имеет два диска: звездный и газовый. Они окружены галактическим гало — сферическим облаком разреженного горячего газа и темной материи, которая и вносит основной вклад в полную массу галактики. Гало вмещает также отдельные старые звезды и шаровые звездные скопления (глобулярные кластеры) возрастом до 13 млрд лет. В центре едва ли не любой дисковидной галактики, как с балджем, так и без балджа, расположена сверхмассивная черная дыра. Самые крупные галактики этого типа содержат по 500 млрд звезд.

Эллиптическая галактика, как и следует из ее названия, имеет форму эллипсоида. Она не вращается как целое и потому не обладает осевой симметрией. Ее звезды, которые в основном имеют сравнительно небольшую массу и солидный возраст, обращаются вокруг галактического центра в разных плоскостях и иногда не по отдельности, а сильно вытянутыми цепочками. Новые светила в эллиптических галактиках загораются редко в связи с дефицитом исходного сырья — молекулярного водорода.

Как самые крупные, так и самые мелкие галактики относятся к эллиптическому типу. Общая доля его представителей в галактическом населении Вселенной всего около 20%. Эти галактики (возможно, за исключением самых мелких и тусклых) также скрывают в своих центральных зонах сверхмассивные черные дыры. Эллиптические галактики имеют и гало, но не столь четкие, как у дисковидных.

Все прочие галактики считаются иррегулярными. Они содержат много пыли и газа и активно порождают молодые звезды. На умеренных расстояниях от Млечного Пути таких галактик немного, всего-то 3%. Однако среди объектов с большим красным смещением, чей свет был испущен не позже, чем через 3 млрд лет после Большого взрыва, их доля резко возрастает. Судя по всему, все звездные системы первого поколения были невелики и обладали неправильными очертаниями, а крупные дисковидные и эллиптические галактики возникли гораздо позже.

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).

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».

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.

Галактики неодинакового калибра сталкиваются по-иному. Крупная галактика способна поглотить карликовую (сразу или в несколько приемов) и при этом сохранить собственную структуру. Этот галактический каннибализм тоже может стимулировать процессы звездообразования. Карликовая галактика полностью разрушается, оставляя после себя цепочки звезд и струи космического газа, которые наблюдаются как в нашей Галактике, так и в соседней Андромеде. Если же одна из сталкивающихся галактик не слишком превосходит другую, возможны даже более интересные эффекты.

В ожидании супертелескопа

Галактическая астрономия дожила почти до девяностолетия. Она начала практически с нуля и достигла очень многого. Однако количество нерешенных проблем очень велико. Так, никто не знает, когда и как сформировались первые галактики и какими путями образуются галактики с дисковой структурой. «Ученые ожидают очень много от инфракрасного орбитального телескопа «Джеймс Уэбб», запуск которого намечен на 2018 год, — говорит Гарт Иллингворт.– К сожалению, пока не ясно, будет ли этот проект завершен — по причине финансовых трудностей. Хочется надеяться, что он состоится».

Сколько существует галактик?

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

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

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

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

Вглубь

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

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

Статьи по теме

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

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

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

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

Подсчет звезд

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

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

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

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

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

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

Изменится ли число галактик?

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

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

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

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

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

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

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

А как насчет других вселенных?

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

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

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

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

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

Вклад Уэбба

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Дополнительные ресурсы

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

Библиография

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

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

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

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

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

Вот откуда мы знаем, что во Вселенной два триллиона галактик

Художественное логарифмическое представление наблюдаемой Вселенной. Галактики уступают место крупномасштабным… [+] структурам и горячей плотной плазме Большого Взрыва на окраинах. Попытка выяснить, сколько галактик существует во Вселенной, является одним из величайших космических поисков нашего времени.

Пользователь Википедии Пабло Карлос Будасси

Когда вы смотрите на ночное небо сквозь пелену звезд и плоскость Млечного Пути, вы не можете не чувствовать себя маленьким перед великой бездной Вселенной, которая лежит дальше. Хотя почти все они невидимы для нашего глаза, наша наблюдаемая Вселенная, простирающаяся на десятки миллиардов световых лет во всех направлениях, содержит в себе фантастически большое количество галактик.

Раньше было загадкой, сколько галактик существует, и оценки возрастали от тысяч до миллионов и миллиардов, и все это по мере совершенствования технологии телескопов. Если бы мы сделали самую простую оценку, используя лучшую на сегодняшний день технологию, мы бы заявили, что в нашей Вселенной насчитывается 170 миллиардов галактик. Но мы знаем больше, и наша современная оценка еще больше: два триллиона галактик. Вот как мы туда попали.

Наши самые глубокие исследования галактик могут выявить объекты, находящиеся на расстоянии десятков миллиардов световых лет, но даже при… [+] идеальной технологии между самой дальней галактикой и Большим взрывом будет большой разрыв в расстоянии. В какой-то момент наша аппаратура просто не может раскрыть их все.

Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

В идеальном мире мы бы просто пересчитали их все. Мы направляли бы наши телескопы на небо, покрывали бы его целиком, собирали бы каждый фотон, испускаемый на нашем пути, и обнаруживали бы каждый объект, который был там, каким бы слабым он ни был. Обладая сколь угодно хорошими технологиями и бесконечным количеством ресурсов, мы просто измерим все во Вселенной, и это покажет нам, сколько там галактик.

Но на практике это не сработает. Наши телескопы ограничены в размерах, что, в свою очередь, ограничивает количество фотонов, которые они могут собрать, и разрешение, которого они могут достичь. Существует компромисс между тем, насколько тусклым является объект, который вы видите, и тем, какую часть неба вы можете охватить одновременно. Часть Вселенной затемнена промежуточной материей. И чем дальше объект, тем тусклее он кажется; в какой-то момент источник находится достаточно далеко, и даже наблюдение в течение столетия не обнаружит такую ​​галактику.

Звезды и галактики, которые мы видим сегодня, не всегда существовали, и чем дальше мы уходим, тем ближе к… [+] Вселенная становится идеально гладкой, но есть предел гладкости, которой она могла бы достичь , иначе сегодня у нас вообще не было бы никакой структуры. Чтобы все это объяснить, нам нужна модификация Большого взрыва: космологическая инфляция.

НАСА, ЕКА и А. Фейлд (STScI)

Вместо этого мы можем рассматривать чистую часть Вселенной, не затрагивая материю, звезды или галактики, как можно глубже. Чем дольше вы смотрите на один участок неба, тем больше света вы соберете и тем больше узнаете о нем. Мы впервые сделали это в середине 1990-х с космическим телескопом Хаббла, указав на участок неба, на котором, как известно, практически ничего нет, и просто сесть на это место и позволить Вселенной раскрыть то, что присутствует.

Пустая область неба, показанная в желтой L-образной рамке, была областью, выбранной для наблюдения… [+] местоположение исходного изображения Hubble Deep Field. Без известных звезд или галактик внутри, в области, лишенной газа, пыли или известной материи любого типа, это было идеальное место, чтобы заглянуть в бездну пустой Вселенной.

NASA / Digital Sky Survey, STScI

Это была одна из самых рискованных стратегий всех времен. Если бы это не удалось, это было бы пустой тратой более недели времени наблюдений на недавно исправленном космическом телескопе Хаббла, самой популярной обсерватории для сбора данных. Но в случае успеха он обещал показать Вселенную так, как мы никогда раньше не видели.

Мы собрали данные о сотнях орбит на множестве различных длин волн, надеясь выявить галактики, которые были слабее, дальше и труднее увидеть, чем те, которые мы обнаруживали ранее. Мы надеялись узнать, как на самом деле выглядела сверхдалекая Вселенная. И когда это первое изображение, наконец, было обработано и опубликовано, мы получили представление, не похожее ни на что другое.

Оригинальное изображение глубокого поля Хаббла впервые показало некоторые из самых тусклых, самых… [+] далеких галактик, когда-либо виденных. Только с многоволновым обзором ультрадалёкой Вселенной с большой выдержкой мы можем надеяться обнаружить эти невиданные ранее объекты.

Р. Уильямс (STScI), команда Hubble Deep Field и НАСА

Куда бы мы ни посмотрели, во всех направлениях, были галактики. Не просто несколько, а тысячи и тысячи из них. Вселенная не была пустой и не была темной; он был полон источников света. Насколько мы могли видеть, звезды и галактики были сгруппированы повсюду.

Но были и другие ограничения. Самые далекие галактики вовлечены в расширение Вселенной, в результате чего далекие галактики смещаются в красную сторону за пределы точки, в которой наши оптические и ближние инфракрасные телескопы (такие как Хаббл) могут их обнаружить. Конечные размеры и время наблюдений означали, что можно было увидеть только галактики выше определенного порога яркости. И очень маленькие галактики с малой массой, такие как Segue 3 на нашем заднем дворе, были бы слишком слабыми и маленькими для разрешения.

Во всех карликовых галактиках Segue 1 и Segue 3,… [+] гравитационная масса которых составляет 600 000 Солнц, присутствует только около 1000 звезд. Здесь обведены звезды, составляющие карликовый спутник Segue 1. Если новое исследование верно, то темная материя будет подчиняться разному распределению в зависимости от того, как звездообразование на протяжении истории галактики нагревало ее.

Обсерватории Марла Геха и Кека

Таким образом, мы могли выйти за наши технологические пределы с этого изображения середины 1990-х годов, но даже в этом случае мы никогда не смогли бы получить все галактики. Лучшей попыткой, которую мы когда-либо предприняли, был телескоп Hubble eXtreme Deep Field (XDF), который представлял составное изображение ультрафиолетовых, оптических и инфракрасных данных. Наблюдая за крошечным участком неба, настолько маленьким, что потребовалось бы 32 миллиона из них, чтобы охватить все возможные направления, в которых мы могли смотреть, мы накопили в общей сложности данные за 23 дня.

Объединив все вместе в одно изображение, мы обнаружили невиданное ранее: в общей сложности около 5500 галактик. Это представляет собой самую высокую плотность галактик, когда-либо наблюдаемую через узкий, похожий на карандаш, луч в космосе.

Различные кампании с длительной выдержкой, такие как показанная здесь экстремальная глубокая зона Хаббла (XDF), выявили… [+] тысячи галактик в объеме Вселенной, который представляет собой долю миллионной части неба. Но даже со всей мощью Хаббла и всем увеличением гравитационного линзирования все еще есть галактики, которые мы не в состоянии увидеть.

NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University) и Z. Levay (STScI)

Следовательно, вы можете подумать , что мы могли бы оценить количество галактик во Вселенной, взяв число, которое мы наблюдали на этом изображении, и умножив его на количество таких изображений, которые потребуются для охвата всего неба.

Фактически, вы можете получить впечатляющее число, сделав это: 5500, умноженное на 32 миллиона, дает невероятные 176 миллиардов галактик.

Но это не оценка; это нижний предел. Нигде в этой оценке не появляются слишком слабые, слишком маленькие или слишком близкие к другим галактики. Нигде не появляются галактики, затененные нейтральным газом и пылью, а также галактики, находящиеся за пределами возможностей Хаббла по красному смещению. Тем не менее, поскольку эти галактики существуют поблизости, они должны существовать и в молодой, далекой Вселенной.

Галактики, сравнимые с современным Млечным Путем, многочисленны, но более молодые галактики Млечного Пути… [+] Путеподобные галактики по своей природе меньше, голубее, более хаотичны и в целом богаче газом, чем галактики, которые мы видим сегодня . Для первых галактик это должно быть доведено до крайности, и оно остается в силе с тех пор, как мы когда-либо видели.

НАСА и ЕКА

Важная составляющая, которая нам нужна, чтобы получить точную оценку, — это то, как точно формируется структура во Вселенной. Если мы сможем запустить симуляцию, которая начинается с:

• ингредиентов, составляющих Вселенную,
• правильные начальные условия, отражающие нашу реальность,
• и правильные законы физики, описывающие природу,

мы можем моделировать эволюцию такой Вселенной. Мы можем смоделировать, когда формируются звезды, когда гравитация стягивает материю в достаточно большие скопления, чтобы создать галактики, и сравнивать то, что предсказывает наше моделирование, с Вселенной, как близкой, так и далекой, которую мы действительно наблюдаем.

Как ни странно, в ранней Вселенной было больше галактик, чем сегодня. Но неудивительно, что они меньше, менее массивны, и им суждено слиться в старые спирали и эллипсы, которые доминируют во Вселенной, в которой мы живем в настоящее время. Симуляции, которые лучше всего соответствуют реальности, содержат темную материю, темную энергию и небольшие зародышевые флуктуации, которые со временем вырастут в звезды, галактики и скопления галактик.

Наиболее примечательно то, что когда мы смотрим на симуляции, которые лучше всего соответствуют наблюдаемым данным, мы можем выделить, основываясь на нашем самом передовом понимании, какие глыбы структуры должны соответствовать галактике в нашей Вселенной.

Моделирование крупномасштабной структуры Вселенной. Определение того, какие регионы являются плотными и… [+] достаточно массивными, чтобы соответствовать галактикам, включая количество существующих галактик, является проблемой, к которой космологи только сейчас приступают.

Д-р Зария Лукич

Когда мы делаем именно это, мы получаем число, которое является не нижним пределом, а скорее оценкой истинного числа галактик, содержащихся в нашей наблюдаемой Вселенной. Замечательный ответ?

На сегодняшний день в нашей наблюдаемой Вселенной должно существовать два триллиона галактик.

Тем не менее, это число так сильно отличается от нижней оценки, которую мы получили на изображении экстремального глубокого поля Хаббла. Два триллиона против 176 миллиардов означают, что более 90% галактик в нашей Вселенной находятся за пределами возможностей обнаружения даже величайшей обсерватории человечества, даже если мы ищем почти месяц за раз.

Две близлежащие галактики в ультрафиолетовом изображении поля ТОВАРЫ-Юг, одна из которых… [+] активно формирует новые звезды (синяя), а другая — обычная галактика. На заднем плане также видны далекие галактики с их звездным населением. Несмотря на то, что они встречаются реже, все еще существуют галактики позднего периода, активно формирующие огромное количество новых звезд.

NASA, ESA, P. Oesch (Женевский университет) и M. Montes (Университет Нового Южного Уэльса)

Со временем галактики сливались вместе и росли, но маленькие, слабые галактики все еще остаются сегодня. Даже в нашей Местной группе мы все еще открываем галактики, содержащие всего лишь тысячи звезд, а число известных нам галактик увеличилось до более чем 70. Самые тусклые, самые маленькие и самые далекие галактики из всех продолжают оставаться неоткрытыми. , но мы знаем, что они должны быть там. Впервые мы можем научно оценить, сколько галактик во Вселенной.

Следующий шаг в великой космической головоломке — найти и охарактеризовать как можно больше из них, а также понять, как выросла Вселенная. Во главе с космическим телескопом Джеймса Уэбба и наземными обсерваториями следующего поколения, включая LSST, GMT и ELT, мы готовы открыть до сих пор невидимую Вселенную, как никогда раньше.

Что такое галактика? | Живая наука

На этой фотографии, сделанной космическим телескопом Хаббла, видна величественная спиральная галактика UGC 2885, расположенная на расстоянии 232 миллиона световых лет в северном созвездии Персея.
(Изображение предоставлено НАСА, ЕКА и Б. Холверда (Университет Луисвилля))

Галактики представляют собой группы звезд и других космических объектов, удерживаемых вместе гравитацией . Во Вселенной насчитывается более 100 миллиардов галактик, каждая из которых представляет собой красивые структуры, которые можно увидеть на изображениях далекой Вселенной, сделанных телескопом.

«На самом базовом уровне вы можете думать о галактике как о наборе звезд, газа и темной материи , которые гравитационно связаны друг с другом», — сказала Дженна Самуэль, докторант астрофизики в Университете Нью-Йорка. Калифорния, Дэвис. «То, что мы представляем себе как типичную галактику, — это в основном яркая часть — звезды — которые встроены в гораздо больший ореол темной материи, который простирается намного дальше».

Различные части галактики постоянно взаимодействуют друг с другом, придавая галактике ее форму, сказал Сэмюэл Live Science. Темная материя обеспечивает большую часть массы, удерживая все вместе с помощью гравитации. Но звезды также формируют галактику — их тепло распространяется вокруг газа и пыли, а когда звезды умирают в захватывающих сверхновых, они разбрасывают материал вблизи и далеко.

«Галактика — это действительно развивающаяся единица всех этих компонентов», — сказал Сэмюэл.

Родственный: 15 самых странных галактик в нашей вселенной

Земля и наша Солнечная система находятся в Млечном Пути , большой спиральной галактике, содержащей от 100 до 400 миллиардов звезд. Они выглядят как яркая полоса на ночном небе, похожая на пролитое молоко, поэтому древние римляне называли ее Via Lactea , что на латыни означает Млечный Путь.

Почти каждая известная галактика имеет в центре сверхмассивную черную дыру , которая также играет роль в определении характеристик галактики. По словам Сэмюэля, когда черная дыра питается окружающим газом и пылью, гравитационный зверь поглощает столько материала, что может подавить звездообразование. Газ и пыль, которые обычно идут на создание звезд, вместо этого попадают в пасть сверхмассивной черной дыры.

Огромные струи энергии часто выбрасываются из активно питающихся сверхмассивных черных дыр, добавил Сэмюэл. Эти струи могут нагревать окружающий материал, что также предотвращает разрушение материала и образование новых звезд.

Сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь в данный момент не особенно активна. «Сейчас это пугающая фаза», — сказал Сэмюэл.

Какие существуют типы галактик?

Млечный Путь — спиральная галактика, а это значит, что она плоская, большая и имеет несколько рукавов, спирально вращающихся вокруг центральной выпуклости, — сказал Сэмюэл.

Спиральные галактики формируют звезды с умеренной скоростью и обычно имеют массу, подобную Млечному Пути. По словам Сэмюэля, если учесть все звезды, газ, пыль и темную материю, спиральная галактика примерно в 1 триллион раз больше массы Солнца.

Некоторые из любимых галактик Сэмюэля, которые она изучает в рамках своих исследований, — это карликовые галактики. Они гораздо менее массивны, чем спиральные галактики, и у них отсутствует упорядоченная структура. «Они имеют неправильную форму — они выглядят как сферические капли», — сказал Сэмюэл.

Связанный: Почему галактики разной формы?

Большинство карликовых галактик вращаются вокруг более крупных галактик размером с Млечный Путь. По словам Сэмюэля, во многих карликовых галактиках происходит звездообразование. По данным Технологического университета Суинберна в Мельбурне, Австралия, они обычно в 10–1 миллиард раз больше массы Солнца.

Массивные эллиптические галактики — еще один тип галактик, которые намного больше Млечного Пути. «Они выглядят несколько сферическими, яйцевидными», — сказал Сэмюэл. «Их звезды станут старше, и галактика уже давно перестанет формировать новые звезды». По ее словам, эллиптические галактики — тяжеловесы, их масса часто составляет 100 триллионов или даже 1 квадриллон масс Солнца.

Фотография телескопа Хаббла карликовой галактики NGC 5477, расположенной в созвездии Большой Медведицы. (Изображение предоставлено NASA Goddard)

(открывается в новой вкладке)

Какие галактики ближе всего к нам?

Одна из самых близких известных галактик к Млечному Пути — это маленький компаньон, который вращается вокруг него, называемый Стрелец, сказал Сэмюэл. Стрелец — карликовая неправильная галактика, расположенная на расстоянии около 70 000 световых лет от Земли, согласно НАСА .

«Стрелец находится так близко к Млечному Пути, что находится в процессе разрушения и слияния с ним», — сказал Сэмюэл, имея в виду, что ужасная гравитация нашей галактики разрывает меньшую сущность и поглощает ее компоненты.

Еще более близкая галактика под названием Canis Major Dwarf находится всего в 25 000 световых лет от Земли, но она настолько разрушена Млечным Путем, что многие из ее звезд уже разбросаны по ночному небу, по данным Университета Суинберна. . В течение следующего миллиарда или около того лет Большой Пёс полностью сольётся с Млечным Путем.

Связанный: Камера темной энергии делает сверхдетальные изображения ближайших карликовых галактик

Многие другие галактики-спутники вращаются вокруг Млечного Пути, сказал Сэмюэл, так же, как планеты вокруг звезд. Двумя самыми известными галактиками-компаньонами являются Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако, которые видны с Земли только в Южном полушарии. Согласно НАСА , Большое Магелланово Облако находится на расстоянии 179 000 световых лет от Млечного Пути, а Малое Магелланово Облако — на расстоянии 210 000 световых лет. Однажды они тоже сольются с Млечным Путем.

Ближайшая к нам крупная галактика называется Андромеда или M31, и это большая спиральная галактика, расположенная примерно в 2,5 миллионах световых лет от нас, сказал Сэмюэл. Притягивающая сила гравитации сближает Млечный Путь и Андромеду, и исследования показывают, что они столкнутся примерно через 4,5 миллиарда лет9.0237 Живая наука ранее сообщала о .

Как формируются галактики?

Большинству галактик миллиарды лет, сказал Сэмюэл. Никто точно не знает, когда были созданы первые галактики, но наблюдения с помощью телескопа показывают, что в начале существования Вселенной были только маленькие галактики карликового размера. Большие галактики, такие как Млечный Путь, и более массивные, чем он, образовались со временем из множества более мелких галактик, которые объединились.

Точное определение времени образования Млечного Пути — открытая область исследований, — сказал Сэмюэл. Недавние симуляции показывают, что наша галактика, вероятно, получила примерно половину своей нынешней массы в результате слияний около 7 миллиардов лет назад. «Именно тогда мы действительно видим что-то, что начинает выглядеть как Млечный Путь», — сказала она.

Похожие: Массивная дисковая галактика может изменить наше понимание того, как рождаются галактики По словам Сэмюэля, астрономы в основном видят эти галактики в плотных областях космоса, где за время жизни Вселенной столкнулись многие галактики.

Сколько существует галактик?

Определение количества галактик в наблюдаемой Вселенной — еще одна активная область исследований. «Безопасный ответ состоит в том, что их, по крайней мере, сотни миллиардов», — сказал Сэмюэл.

Связанный: Ученые только что нанесли на карту 1 миллион новых галактик за 300 часов

Астрономы подсчитывают галактики, направляя телескоп на темный участок неба в течение длительного времени. Они подсчитывают галактики, которые могут видеть, а затем выясняют, сколько еще может существовать, исходя из возможностей своего телескопа, объяснил Сэмюэл. Но этот метод ограничен и неполный, а это означает, что галактик может быть гораздо больше, чем предсказывают ученые.

Дополнительные ресурсы

• Вот как НАСА описывает галактики.
• Просмотрите потрясающие изображений галактик , сделанных космическим телескопом Хаббл.
• Прочтите последние обновления телескопа Gaia Европейского космического агентства , который изучает нашу и другие галактики.

Адам Манн — независимый журналист с десятилетним стажем, специализирующийся на астрономии и физике. Он имеет степень бакалавра астрофизики Калифорнийского университета в Беркли. Его работы публиковались в New Yorker, New York Times, National Geographic, Wall Street Journal, Wired, Nature, Science и многих других изданиях. Он живет в Окленде, штат Калифорния, где любит кататься на велосипеде.

Список известных галактик во Вселенной

Вселенная состоит из всего пространства и времени и его содержимого, включая планеты, звезды, галактики и все другие формы материи и энергии. Галактика — это любая из систем звезд и межзвездного вещества, составляющих Вселенную. В этой статье мы даем список 10 лучших галактик во Вселенной, который очень полезен для подготовки к конкурсным экзаменам, таким как UPSC-prelims, SSC, State Services, NDA, CDS, Railways и т. д.

Шакил Анвар
Обновлено:
23 февраля 2022 г., 18:18 IST

Список известных галактик во Вселенной

Список галактик во Вселенной: С самого начала научной революции люди всегда открывали или раскрывали тайны природы. Любопытство людей побуждает их раскрывать чудеса вселенной, а также великолепие и величие космоса, как никогда раньше.

Вы знаете, что означают большие галактики? Большие скопления галактик!

@NASAHubble запечатлел две огромные галактики. Эти галактики являются одними из тысяч, составляющих скопление галактик Персея, одного из крупнейших объектов, известных во Вселенной. Узнайте больше: https://t.co/IdBp2vkus1 pic. twitter.com/wR5DMkDg3j

— NASA (@NASA)
10 июля 2021 г.

Что такое Вселенная?

Вселенная состоит из всего пространства и времени и их содержимого, включая планеты, звезды, галактики и все другие формы материи и энергии. Галактика — это любая из систем звезд и межзвездного вещества, составляющих Вселенную.

Читайте также | Телескоп Хаббл запечатлел необычный «Космический треугольник»: Вот что вам нужно знать

Галактики во Вселенной

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

Созвездие: Андромеда

2. Галактика Черный Глаз

Это галактика, которая была открыта Эдвардом Пиготтом в марте 1779 года и независимо Иоганном Элертом Боде в апреле того же года, а также Шарлем Мессье. в 1780 году. У него есть захватывающая темная полоса поглощающей пыли перед ярким ядром галактики, из-за чего ее прозвали галактикой «Черный глаз» или «Злой глаз».

Созвездие: Кома Вероники

3. Галактика Боде

Это спиральная галактика на расстоянии около 12 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы. Она была открыта Иоганном Элертом Боде 31 декабря 1774 года.

Созвездие: Большой Медведицы

4. Галактика Колесо Телеги

Это линзообразная и кольцевая галактика, расположенная на расстоянии около 500 миллионов световых лет в созвездии Скульптора. . Оно похоже на колесо телеги, поэтому астрономы назвали его «колесом телеги».

Созвездие: Скульптор

5. Галактика Сигара

Это галактика со вспышкой звездообразования, расположенная примерно в 12 миллионах световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы.

Созвездие: Большая Медведица

10 самых близких звездных систем к Солнечной системе

6. Галактика кометы

2667, который был обнаружен космическим телескопом Хаббл.

Созвездие: Скульптор

7. Космос Красное смещение 7

Это галактика-излучатель Лайман-альфа с большим красным смещением.

Созвездие: Секстанов

8. Объект Хога

Это нетипичная галактика типа, известного как кольцевая галактика. Она названа в честь Артура Хоага, который открыл ее в 1950 году и определил либо как планетарную туманность, либо как пекулярную галактику с восемью миллиардами звезд.

Созвездие: Serpens Caput

9. Большое Магелланово Облако

Галактика-спутник Млечного Пути.

Созвездие: Золотой Рыба/Менса

10. Малое Магелланово Облако

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

Созвездие: Tucana

Топ-10 самых опасных астероидов

11. Объект Мэйолла

Это результат столкновения двух галактик, расположенных на расстоянии 500 миллионов световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы. Он был обнаружен американским астрономом Николасом У. Мэйоллом из Ликской обсерватории 13 марта 1940 года с помощью рефлектора Кроссли.

Созвездие: Большая Медведица

12. Млечный Путь

Галактика, содержащая нашу Солнечную систему. Он выглядит как полоса, потому что его дискообразная структура видна изнутри. Галилео Галилей впервые разделил полосу света на отдельные звезды с помощью своего телескопа в 1610 году.

Созвездие: Стрелец (в центре)

световых лет от Земли и находится в созвездии Большой Медведицы.

Созвездие: Большая Медведица

14. Галактика Сомбреро

Это спиральная галактика, расположенная в созвездии Девы.

Созвездие: Дева

15. Галактика Подсолнечника

Это спиральная галактика в северном созвездии Гончих Псов. Впервые оно было обнаружено французским астрономом Пьером Мешеном , а затем проверено его коллегой Шарлем Мессье 14 июня 1779 года. галактика, расположенная в 420 миллионах световых лет от Земли в северном созвездии Дракона .

Созвездие: Драко

17. Галактика Водоворот. спиральная галактика.

Созвездие: Гончие Псы

10 крупнейших известных экзопланет во Вселенной

Получите последние общие знания и текущие события со всей Индии и мира для всех конкурсных экзаменов.

Топ-10 самых странных галактик во Вселенной —

Галактика — это огромная система звезд, планет, газа и пыли, которые гравитационно связаны друг с другом. Наша Солнечная система, например, является частью галактики Млечный Путь, которая, как предполагается, содержит более 100 миллиардов других звезд, и, согласно текущим оценкам, вся Вселенная содержит свыше двух триллионов различных галактик.

Большинство галактик подпадают под четко определенные классификации и имеют спиралевидную форму, как Млечный Путь, эллиптическую или неправильную форму. Однако есть некоторые галактики, которые не поддаются никакой классификации. Хотя некоторые странные и причудливые галактики являются результатом гравитационного взаимодействия с другими более массивными, а иногда и менее массивными объектами, все они имеют одну общую черту; они больше похожи на впечатления художников, чем на настоящие, осязаемые коллекции из миллиардов звезд.

Взгляните на потрясающие фотографии ниже, предоставленные галереей изображений НАСА. Они прямо из научной фантастики или это галактические чудеса? Вам решать.

Галактика Черный Глаз (M64)
Тип: Спиральная Галактика
Созвездие: Волоса Вероники

Если галактика может принять злой аспект, M64 делает это идеально. Хотя разноцветных галактик великое множество, эта сильно напоминает яркие обложки научно-фантастических журналов 19-го века.50-е годы. Красный цвет происходит от водорода, что означает, что новые звезды образуются в очень большом количестве, но что действительно странно, так это то, что объекты состоят из двух систем, вращающихся в противоположных направлениях. Внутренняя часть системы вращается в одну сторону, а звезды и пыль во внешних частях на расстоянии около 40 000 световых лет вращаются в другую сторону. На расстоянии 17 миллионов световых лет от Земли это, конечно, трудно сказать, но кажется вероятным, что противоположное вращение двух систем является результатом недавнего (1 миллиард лет или около того) слияния двух галактик.

Южная вертушка (M83)
Тип: Спиральная галактика с перемычкой
Созвездие: Гидра

Во Вселенной много красивых галактик, но эта, также известная как M83, одна из самых красивых, даже если красота только в глазах смотрящего. Однако особенностью этой галактики является большое количество происходивших в ней взрывов сверхновых. В настоящее время под наблюдением находится восемь активных сверхновых, но были отмечены остатки еще сотен. Причины большого количества сверхновых остаются невыясненными, но объяснимым является огромное количество активных областей звездообразования, которые показаны розовым цветом. Розовый цвет является результатом огромного количества ультрафиолетового света, генерируемого миллионами молодых новых звезд, который воздействует на окружающие облака пыли и газа.

Галактика Сомбреро (M104)
Тип: Спиральная галактика без перемычки
Созвездие: Дева

Справедливо сказать, что центральная выпуклость, или ядро, галактики состоит из одного однородного набора звезд. Однако в случае галактики Сомбреро ядро ​​состоит из нескольких четко обособленных скоплений звезд, хотя в оптическом свете это не так очевидно. Астрономы также не могут объяснить наличие полоски пыли, окружающей ядро, но что более загадочно, так это сложные детали полоски пыли. Исследования происхождения и природы пылевой полосы продолжаются, но до однозначного ответа, похоже, еще далеко.

Центавр A (NGC 5128)
Тип: Эллиптическая галактика
Созвездие: Центавр

Конвенция диктует, что большая галактика может быть только спиральной или эллиптической, но не тем и другим, что и делает Центавр Странный зверь это. В оптическом свете Центавр А представляет собой огромную эллиптическую галактику, но действительно странно то, что в более высоких частотах становится видна глубоко скрытая спираль. В настоящее время считается, что спиральный компонент — это остатки спиральной галактики, которая была поглощена более крупной и массивной эллиптической галактикой, но маловероятно, что взаимодействие оставило бы спираль нетронутой или даже узнаваемой. На изображении выше четко видна сохранившаяся спиральная структура, но только потому, что изображение было получено в нескольких рентгеновских частотах, а затем дополнительно усилено.

NGC 474
Тип: Эллиптическая галактика
Созвездие: Рыбы

Если Южная Галактика Вертушка — это то, как должны выглядеть активные галактики, то NGC 474 — это то, как они не должны выглядеть. Это не художественный оттиск с обложки фантастического романа, а реальная галактика, которая разрывается на части приливными воздействиями спиральной галактики позади и над ней. Однако именно из-за тонких оболочек из газа и пыли, которые придают этой галактике вид медузы, мы знаем, что многие, если не большинство известных галактик, имеют подобные газовые оболочки вокруг себя как прямой результат столкновений или почти не попадает в другие галактики в (космологически) недавнем прошлом.

Arp 87 (NGC 3808A/NGC 3808B)
Тип: Взаимодействующие галактики
Созвездие: Лев

В то время как столкновения между галактиками происходят относительно часто, близкие столкновения случаются редко. Взаимодействие между этими двумя галактиками, NGC 3808A и NGC 3808B, продолжается уже несколько миллиардов лет, и есть вероятность, что они будут продолжать вращаться вокруг друг друга, пока в конечном итоге не сольются в одну гигантскую галактику неправильной формы. Однако на данный момент они остаются связанными тонким поводком из звезд, газа и пыли.

Антенны галактик (NGC 4038/NGC 4039)
Тип: Взаимодействующие галактики
Созвездие: Ворон

Это еще один пример слияния двух галактических масштабов. вовлеченных галактик связано с наличием двух больших светящихся желтых пятен, которые раньше были ядрами соответствующих галактик. Многие, если не большинство существующих шаровых скоплений в двух сливающихся галактиках, не переживут процесс слияния. Постоянно меняющиеся приливные эффекты разорвут их на части, и есть вероятность, что выживут только самые большие скопления, и то почти наверняка не в их нынешнем виде. Это ярчайший пример того, что произойдет примерно через 4 миллиарда лет, когда галактики Млечный Путь и галактики Андромеды встретятся лоб в лоб.

Галактика Морская свинка (Arp 142)
Тип: Взаимодействующие галактики
Созвездие: Гидра

Эта галактика — физика, ставшая искусством. Несмотря на то, что он напоминает дельфина, на самом деле это галактическое слияние, при этом «глаз» дельфина является ядром большой спиральной галактики, которая искажается приливным влиянием еще большей галактики под ним. Область слева от «глаза», которая выглядит как нос дельфина, на самом деле является огромной областью звездообразования, в которой молодые горячие новые звезды освещают окружающие газопылевые облака. Ожидается, что примерно через миллиард или около того лет форма дельфина превратится в обычную галактику, поскольку слияние идет своим чередом.

NGC 660
Тип: Галактика с полярным кольцом
Созвездие: Рыбы

Из миллионов галактик, которые были сфотографированы, нам известно лишь около дюжины галактик этого типа. Кольцо, которое окружает галактику почти перпендикулярно плоскости галактического диска, вероятно, состоит из остатков менее массивной галактики, которая была разорвана тяжелым весом, хотя исследования, чтобы либо подтвердить, либо исключить эту возможность, продолжаются. Текущие исследования сосредоточены на поведении полярного кольца, чтобы увидеть, участвует ли темная материя или энергия каким-либо образом в формировании подобных колец вокруг других галактик этого типа.

Объект Хога (PGC 54559)
Тип: Галактика-кольцо
Созвездие: Змеи

Когда организованную науку попросили объяснить образование чего-то столь странного, как эта галактика, ответ был коллективным и громким. «Хм?» Не то чтобы мы кого-то винили, поскольку известно лишь несколько таких кольцевых галактик. Эта, однако, сопровождается другой, меньшей версией на заднем плане, которая столь же причудлива, как и сами галактики.

Что такое галактика? | Основы астрономии

Это гигантское скопление галактик, известное как Abell 2744, также известное как Скопление Пандоры, расположенное в направлении созвездия Скульптора. Скопление составляет около 4 миллионов световых лет в поперечнике и имеет массу 4 триллиона солнц. По-видимому, это результат одновременного скопления по крайней мере 4 отдельных скоплений галактик меньшего размера, которое происходило в течение 350 миллионов лет. Узнайте больше об этом изображении на HubbleSite. Изображение предоставлено НАСА, ЕКА, Дж. Лотцем, М. Маунтин, А. Кукемуром, командой Hubble Frontier Fields.

Галактика — это огромный остров звезд в космическом океане. Галактики обычно отделены друг от друга огромными расстояниями, измеряемыми миллионами световых лет. Иногда говорят, что галактики являются строительными блоками нашей Вселенной. Их распределение не случайно, как можно было бы предположить: галактики растянуты невообразимо длинными нитями по всей Вселенной, космической паутиной звездных городов.

Галактика может содержать сотни миллиардов звезд и иметь размеры в несколько тысяч световых лет. Наша собственная галактика Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет. Это примерно 587,900 триллионов миль, почти миллион триллионов километров.

Галактики тоже бывают разных размеров.

Во Вселенной приблизительно два триллиона галактик.

Иллюстрация, показывающая снимки моделирования, проведенного астрофизиком Фолькером Спрингелем из Института Макса Планка в Германии. Он представляет собой рост космической структуры (галактики и пустоты), когда Вселенной было 0,9 миллиарда, 3,2 миллиарда и 13,7 миллиарда лет (сейчас). Изображение предоставлено Volker Springel / MPE / Kavli Foundation.

Галактики группируются в скопления. Наша собственная галактика является частью того, что называется Местной группой, например: скопление, состоящее из 55 галактик, о которых мы знаем на данный момент.

В свою очередь, сами скопления галактик группируются в сверхскоплений . Наша Местная группа является частью сверхскопления Девы.

«Клей», который связывает звезды в галактики, галактики в скопления, скопления в сверхскопления и сверхскопления в волокна, — это, конечно же, гравитация, строитель Вселенной, который лепит все структуры, которые мы видим в космосе.

Расстояния от Местной группы для выбранных групп и скоплений в пределах Местного сверхскопления, называемого Сверхскоплением Девы.

Существует несколько основных типов галактик, каждый из которых содержит подтипы. Галактики были впервые систематически классифицированы на основе их внешнего вида известным астрономом Эдвином П. Хабблом в конце 1920-х и 30-х годах в ходе многолетних кропотливых наблюдений. Классификация галактик Хаббла, как известно, все еще широко используется сегодня, хотя со времен Хаббла, как и любая хорошая система классификации, она была обновлена ​​и дополнена в свете новых наблюдений.

До изучения галактик Хабблом считалось, что наша галактика единственная во Вселенной. Астрономы думали, что пятна света, которые они видели в свои телескопы, на самом деле были туманностями в нашей собственной галактике, а не галактиками сами по себе, как обнаружил Хаббл. Именно Хаббл продемонстрировал, измерив их скорости, что они находятся на большом расстоянии от нас, в миллионах световых лет за пределами Млечного Пути, на таком огромном расстоянии, что они кажутся крошечными во все телескопы, кроме самых больших. Более того, он продемонстрировал, что, куда бы он ни посмотрел, галактики удаляются от нас во всех направлениях, и чем они дальше, тем быстрее они удаляются. Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется.

Схематическое изображение «камертонной диаграммы» Эдвина Хаббла. В конце 1920-х и 30-х годах Хаббл провел кропотливые наблюдения, необходимые для начала классификации галактик. Его первоначальная схема классификации была опубликована в 1936 году в книге под названием «Царство туманностей». Его первоначальная схема, как и вся научная работа, постоянно модифицируется. Но его идея «камертонной диаграммы» продолжала оставаться полезной. Изображение получено обсерваторией Лас-Кумбрес.

Самый распространенный тип галактики — тот, с которым знакомо большинство людей: спиральная галактика. Млечный Путь принадлежит к этому семейству. Спиральные галактики имеют величественные широкие рукава длиной в тысячи световых лет, состоящие из миллионов и миллионов звезд. Наша Солнечная система расположена примерно на 2/3 пути от галактического центра к периферии галактики, встроенной в один из этих спиральных рукавов.

Спиральные галактики также характеризуются наличием яркого центра, состоящего из плотного скопления звезд, настолько плотно упакованных, что на расстоянии центр галактики выглядит как сплошной шар. Этот звездный шар известен как галактическая выпуклость. Например, в центре Млечного Пути — в галактической выпуклости — плотность звезд составляет 1 миллион на 34 кубических световых года.

Между тем, в окрестностях нашего Солнца звездная плотность оценивается в 0,004 звезды на кубический световой год. Большая разница! 900:03 Потрясающий вид на центр нашей галактики Млечный Путь, полученный телескопом Murchison Widefield Array (MWA) в Австралии в 2019 году. Изображение предоставлено Наташей Херли-Уокер (ICRAR/Curtin)/GLEAM Team/Phys.org.

Млечный Путь на самом деле относится к одному из подтипов спиральных галактик Хаббла: это спираль с перемычкой, что означает, что у него есть полоса звезд, выступающих по обе стороны от центра. Концы стержня образуют точки крепления спиральных рукавов, место, откуда они расходятся своими изящными и огромными дугами. Это довольно недавнее открытие: как образуется перемычка в галактике, еще не понято.

Также недавно был установлен тот факт, что диск Млечного Пути не является плоским, как показано на большинстве диаграмм: он искривлен, как долгоиграющая виниловая пластинка, слишком долго оставленная на солнце. Точно неизвестно, почему это происходит, но считается, что это результат гравитационного столкновения с другой галактикой в ​​начале истории Млечного Пути.

Художественная иллюстрация нашего искривленного Млечного Пути. Изображение предоставлено Ogle/Варшавский университет/BBC.

Эллиптические галактики — самые большие галактики во Вселенной. Они огромные и имеют форму футбольного мяча.

Они возникают потому, что хотя большинство галактик разлетаются друг от друга, астрономически близкие друг к другу галактики будут взаимно гравитационно притягиваться. Захваченные неумолимым гравитационным танцем, в конце концов они сливаются, проходя друг через друга на протяжении миллионов лет, в итоге образуя единую аморфную эллиптическую галактику. Такие слияния могут привести к рождению новых поколений звезд, поскольку ударная волна гравитации сжимает огромные облака межзвездного газа и пыли.

Млечный Путь попал в такое гравитационное объятие с M31, также известной как галактика Андромеды, которая находится на расстоянии 2 1/2 миллиона световых лет. Обе галактики движутся навстречу друг другу из-за гравитационного притяжения: они сольются примерно через 6 миллиардов лет. Однако обе галактики окружены огромными ореолами газа, которые могут простираться на миллионы световых лет, и недавно было обнаружено, что ореолы Млечного Пути и M31 начали соприкасаться.

Две галактики впервые поцеловались.

Слияния галактик не редкость: Вселенная полна примеров галактик на разных стадиях слияния, их структуры разрушаются и искажаются под действием гравитации, образуя причудливые и красивые формы.

Галактикам могут потребоваться миллиарды лет, чтобы полностью слиться в единую галактику. Когда астрономы смотрят в космос, они могут видеть только «моментальные снимки» этого длительного процесса слияния. Эти две сталкивающиеся галактики, расположенные на расстоянии 300 миллионов световых лет в созвездии Волос Вероники, получили прозвище Мыши из-за длинных хвостов звезд и газа, исходящего от каждой галактики. Пара, также известная как NGC 4676, в конечном итоге сольется в единую гигантскую галактику. Изображение с Викисклада.

В нижней части галактической шкалы размеров находятся так называемые карликовые галактики, состоящие из нескольких сотен или нескольких миллиардов звезд. Их происхождение не ясно. Обычно они не имеют четко выраженной структуры. Астрономы считают, что они родились так же, как и более крупные галактики, такие как Млечный Путь, но по какой-то причине перестали расти. Попав в ловушку гравитации большой галактики, они вращаются вокруг ее периферии. Вокруг Млечного Пути вращается около 20 известных нам карликовых галактик, хотя некоторые модели предсказывают, что их должно быть гораздо больше.

Две самые известные карликовые галактики для нас, землян, — это, конечно же, Малое и Большое Магеллановы Облака, видимые невооруженным глазом на небе Южного полушария Земли.

В конце концов, эти и другие карликовые галактики будут разорваны на части титанической пастью гравитации Млечного Пути, оставив после себя едва заметный поток звезд по небу, медленно рассеивающийся в течение эонов.

Линтон Браун сделал этот прекрасный снимок Млечного Пути над озером Тейлор недалеко от Хоршема, Австралия, 22 апреля 2019 года.. Два объекта справа — это Магеллановы Облака. Спасибо, Линтон!

Считается, что все галактики вращаются: например, Млечный Путь совершает один оборот за 226 миллионов лет. Таким образом, с момента своего рождения Земля 20 раз обогнула галактику.

В центре большинства галактик скрывается сверхмассивная черная дыра массой в миллионы или даже миллиарды солнечных масс. Рекордсмен, TON 618, имеет массу в 66 миллиардов раз больше массы нашего Солнца.

Происхождение и эволюция сверхмассивных черных дыр изучены недостаточно. Несколько лет назад астрономы открыли удивительный факт: в спиральных галактиках масса сверхмассивной черной дыры имеет прямую линейную зависимость от массы галактической выпуклости. Чем больше масса черной дыры, тем больше звезд в выпуклости. Никто точно не знает, каково значение этой взаимосвязи, но ее существование, кажется, указывает на то, что рост звездного населения галактики и ее сверхмассивной черной дыры неразрывно связаны.

Это открытие было сделано в то время, когда астрономы начинают осознавать, что сверхмассивная черная дыра может управлять судьбой своей родительской галактики: обильное количество электромагнитного излучения, испускаемого водоворотом вещества, вращающегося вокруг центральной черной дыры, известное как аккреция диска, может оттолкнуть и рассеять облака межзвездного водорода, из которых формируются новые звезды. Это действует как дроссель на способность галактики рождать новые звезды. В конечном итоге само возникновение жизни может быть связано с деятельностью сверхмассивных черных дыр. Это область многих текущих исследований.

Хотя астрономы до сих пор очень мало знают о том, как именно образовались галактики — мы видим их в зачаточном состоянии всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва — изучение галактик — это бесконечный путь открытий.