Каковы размеры и форма галактики. Сколько галактик во Вселенной известно современному человеку? Вселенная… Непостижимая бездна

» Галактики и Вселенная

Как при наблюдении отличить комету без хвоста от обычной туманности?

Комета перемещается относительно звезд. Это перемещение можно заметить за несколько часов или даже за несколько десятков минут.

Каких звезд больше всего в галактиках?

Звезд с малыми массами существенно больше, чем звезд с большими массами. Основная часть звезд с малыми массами - это красные карлики.

Почему старые звезды спиральных галактик образовывают сферическую подсистему, а молодые - тонкий вращающийся диск?

Самые старые звезды в таких галактиках занимают область пространства примерно такую же, какое занимало протогалактическое облако, из которого они сформировались. Оставшемуся газу сжаться в галактической плоскости мешали центробежные силы, отбрасывая его от центра. В результате в плоскости вращения спиральных галактик возник тонкий вращающийся газовый диск, в котором и образуются самые молодые звездные объекты галактики.

Какое самое древнее космическое тело попадало в руки человека?

Возраст одного из образцов лунной породы, привезенного на Землю экспедицией «Аполлон-15», оценен в 4 млрд 150 млн лет.

Какие галактики видны невооруженным глазом?

Одна из таких галактик - это наша галактика Млечный Путь. Мы рассматриваем ее изнутри, поэтому она представляется в виде светлой полосы на ночном небе. Следующая галактика - это знаменитая туманность Андромеды. Она видна невооруженным глазом в виде светящегося пятнышка. Кроме этих галактик на южном небе хорошо видны спутники нашей галактики - Большое и Малое Магеллановы Облака.

Почему в веществе самых старых звезд галактики очень мало тяжелых элементов, а в веществе самых молодых, наоборот, повышенное их содержание?

Самые старые звезды образовались из бедного тяжелыми элементами протогалактического газового облака. Массивные звезды, быстро эволюционируя, взрывались и обогащали газ протогалактики образовавшимися в них тяжелыми элементами. Поздние поколения звезд образовались из веществ с большим содержанием металлов.

Какие космические объекты напоминают гигантские атомные ядра? Могут ли они состоять из протонов?

Нейтронные звезды в основном состоят из плотно упакованных нейтронов. В таком состоянии нейтронную звезду можно рассматривать как гигантское атомное ядро. Космическое тело не может состоять из одних протонов, так как между ними возникнут гигантские силы отталкивания и тело разрушится.

Каким образом на звездах может возникнуть сильное рентгеновское излучение?

В двойной звездной системе одним из компонентов может быть нейтронная звезда. Вещество, засасываемое этой звездой, в ее окрестностях разгоняется до очень высоких скоростей. При соударении вещества с поверхностью выделяется энергия в виде рентгеновского излучения. Такое излучение может возникнуть и при столкновении между собой падающих на черную дыру частиц.

Какие космические тела не могут быть разделены, в то время как их слияние возможно?

Такими свойствами обладают только черные дыры.

Где в космосе образовались химические элементы, из которых состоит тело человека?

Человеческое тело на 65% состоит из кислорода, на 18% из углерода, а также азота, магния, фосфора и многих других элементов. Всего в живых организмах установлено 70 химических элементов. Все элементы, более тяжелые, чем водород и гелий, включая железо, синтезировались при термоядерных реакциях в недрах звезд. Химические элементы, более тяжелые, чем железо, образовались во время вспышек сверхновых звезд.

Как доказать, что Солнце расположено и всегда находилось близко к галактической плоскости?

Свидетельством того, что Солнце находится близко к середине галактического диска, является то, что середина Млечного Пути почти совпадает с большим кругом небесной сферы. Вектор скорости Солнца относительно центра галактики тоже лежит в галактической плоскости. Это указывает на то, что Солнце всегда двигалось в этой плоскости.

Влияет ли расширение Вселенной на расстояние Земли:

1) до Луны;

2) до центра Млечного Пути;

3) до галактики М 31 в созвездии Андромеды;

4) до центра местного сверхскопления галактик?

В космологическом расширении не участвуют гравитационно связанные системы (Солнечная система, галактика, скопления галактик). Поэтому в первых трех случаях космологическое расширение не влияет на расстояния между Землей и указанными объектами, а в последнем, четвертом, - влияет.

Можно ли увидеть прошлое Вселенной?

Это может сделать любой человек, наблюдая звездное небо. Чем дальше от нас расположены звезды или галактики, тем дольше от них идет свет и в тем более далекое прошлое можно заглянуть. Например, самую близкую к нам звездную группу альфу Центавра мы видим такой, какой она была 4,3 года назад. А туманность Андромеды имеет вид, какой был у нее 2,5 млн лет назад.

Почему в различных космических объектах почти одинаковое относительное содержание гелия, но разное содержание более тяжелых элементов?

Конечна или бесконечна звездная Вселенная?

Граница наблюдаемой звездной Вселенной находится от Земли на расстоянии порядка 13,4 млрд световых лет. Такое расстояние пройдет свет за время с момента образования первых звезд. На более далеких от нас расстояниях звезд пока не обнаружено.

Вселенная огромна и увлекательна. Сложно представить, насколько мала Земля по сравнению с космической бездной. Согласно самых осторожных предположений астрономов, существует 100 миллиардов галактик, а Млечный Путь - лишь одна из них. Что же касается Земли, только во Млечном пути есть 17 миллиардов подобных планет... и это не считая других, которые радикально отличаются от нашей планеты. А среди галактик, которые сегодня стали известны ученым, встречаются очень необычные.

1. Messier 82

Messier 82 или просто M82 - галактика в пять раз ярче Млечного Пути. Это обусловлено очень быстрым процессом рождением молодых звезд в ней – они появляются в 10 раз чаще, чем в нашей галактике. Красные шлейфы, исходящие из центра галактики - пылающий водород, который выбрасывается из центра M82.

2. Галактика-подсолнечник

Формально известная как Messier 63, эта галактика была прозвана Подсолнечником, поскольку выглядит так, будто сошла с картины Винсента Ван Гога. Ее яркие, извилистые "лепестки" состоят из недавно образованных сине-белых гигантских звезд.

3. MACS J0717

MACS J0717 является одной из самых странных галактик, известных ученым. Технически это не один звездный объект, а скопление галактик - MACS J0717 образовалась при столкновении четырех других галактик. Причем процесс столкновения идет уже более 13 миллионов лет.

4. Messier 74

Если бы у Санта Клауса была любимая галактика, то это явно стала бы Messier 74. О ней часто вспоминают астрономы во время рождественских праздников, ведь галактика очень похожа на Рождественский венок.

5. Галактика Baby Boom

Находящаяся примерно в 12,2 миллиардах световых лет от Земли, галактика "бэби-бум" была обнаружена в 2008 году. Получила она свое прозвище из-за того, что в ней невероятно быстро рождаются новые звезды - примерно каждые 2 часа. К примеру, в Млечному Пути новая звезда появляется в среднем каждые 36 дней.

6. Млечный путь

Наша Галактика Млечный Путь (в которой находится Солнечная система, а, соответственно, и Земля) действительно является одной из самых примечательных из известных ученым галактик во Вселенной. В ней есть, по крайней мере 100 миллиардов планет и около 200-400 миллиардов звезд, некоторые из которых являются одними из старейших в известной вселенной.

7. IDCS 1426

Благодаря кластеру галактик IDCS 1426 сегодня можно видеть то, какой была Вселенная на две трети моложе, чем сейчас. IDCS 1426 является самым массивном скоплением галактик в ранней Вселенной, которое имеет массу около 500 триллионов Солнц. Ярко-синее ядро галактики из газа является результатом столкновением галактик в этом кластере.

8. I Zwicky 18

Карликовая голубая галактика I Zwicky 18 - самая молодая из известных галактик. Ее возраст составляет всего 500 миллионов лет (возраст Млечного пути - 12 миллиардов лет) и она по сути пребывает в состоянии эмбриона. Это гигантское облако холодного водорода и гелия.

9. NGC 6744

NGC 6744 - большая спиральная галактика, которая (как считают астрономы) одна из наиболее похожих на наш Млечный путь. У галактики, расположенной примерно в 30 миллионах световых лет от Земли, на удивление идентичные с Млечным путем удлиненное ядро и спиральные рукава.

10. NGC 6872

Галактика, известная как NGC 6872, является второй по величине спиральной галактикой из когда-либо обнаруженных учеными. В ней было найдено множество областей активного звездообразования. Поскольку в NGC 6872 практически не осталось свободного водорода для образования звезд, она "высасывает" его из соседней галактики IC 4970.

11. MACS J0416

Найденная в 4,3 миллиардах световых лет от Земли, галактика MACS J0416 больше похожа на какое-то световое шоу на модной дискотеке. На самом деле, за яркими фиолетовыми и розовыми цветами скрывается событие колоссального масштаба - столкновение двух скоплений галактик.

12. M60 и NGC 4647 - галактическая пара

Хотя гравитационные силы притягивают большинство галактик друг к другу, нет никаких доказательств того, что подобное происходит с соседними Messier 60 и NGC 4647. При этом также нет никаких доказательств того, они отдаляются друг от друга. Как пара, давным-давно живущая вместе, эти две галактики так и мчатся бок о бок через холодный и темный космос.

13. Messier 81

Расположенная неподалеку от Messier 25, Messier 81 является спиральной галактикой со сверхмассивной черной дырой в центре, масса которой в 70 миллионов раз больше массы Солнца. M81 является домом для многих короткоживущих, но очень горячих голубых звезд. Гравитационное взаимодействие с M82 привело к тому, что между обеими галактики протянулись шлейфы газообразного водорода.

Около 600 миллионов лет назад галактики NGC 4038 и NGC 4039 врезались друг в друга, начав массово обмениваться звездами и галактической материей. Из-за внешнего вида эти галактики прозвали антеннами.

15. Галактика Сомбреро

Галактика Сомбреро - одна из самых популярных среди астрономов-любителей. Название она получила из-за того, что благодаря своему яркому ядру и большой центральной выпуклости выглядит как этот головной убор.

16. 2MASX J16270254 + 4328340

Эта расплывчатая на всех снимках галактика известна под довольно сложным названием 2MASX J16270254 + 4328340. В результате слияния двух галактик образовался "мелкодисперсный туман, состоящий из миллионов звезд". Считается, что этот "туман" медленно рассеивается, поскольку срок жизни галактики истекает.

17. NGC 5793

Не слишком странная (хотя очень красивая) на первый взгляд, спиральная галактика NGC 5793 более известна своим редким явлением: мазерами. Люди знакомы с лазерами, которые излучают свет в видимой области спектра, но мало кто знает о мазерах, которые излучают свет в диапазоне СВЧ.

18. Галактика Треугольника

На фото изображена туманность NGC 604, расположенная в одном из спиральных рукавов галактики Messier 33. Более 200 очень горячих звезд нагревают ионизованный водород в этой туманности, что заставляет его флуоресцировать.

19. NGC 2685

NGC 2685, которую также иногда называют спиральной галактикой, находится в созвездии Большой Медведицы. Будучи одной из первых найденных полярных кольцевых галактик, NGC 2685 имеет внешнее кольцо из газа и звезд, вращающихся вокруг полюсов галактики, что делает ее одной из самых редких разновидностей галактик. Ученые до сих пор не знают, что приводит к образованию этих полярных колец.

20. Messier 94

Messier 94 выглядит как ужасный ураган, который был снят на Земле с орбиты. Эта галактика окружена ярко-голубыми кольцами активно формирующихся звезд.

21. Кластер Пандоры

Формально известная как Abell 2744, эта галактика была прозвана кластером Пандоры из-за целого ряда странных явлений, вытекающих из столкновения нескольких более мелких скоплений галактик. В ней творится настоящий хаос.

22. NGC 5408

То, что больше похоже на снимках на разноцветный праздничный торт, - неправильная галактика в созвездии Центавра. Примечательна она тем, что испускает сверхмощное рентгеновское излучение.

23. Галактика Водоворот

Галактика Водоворот, официально известная как M51a или NGC 5194, достаточно большая и близкая к Млечному пути, чтобы ее можно было бы увидеть на ночном небе даже в бинокль. Она была первой классифицированной спиральной галактикой и представляет особый интерес для ученых благодаря своему взаимодействию с карликовой галактикой NGC 5195.

24. SDSS J1038 + 4849

Скопление галактик SDSS J1038 + 4849 является одним из самых привлекательных кластеров, когда-либо найденных астрономами. Выглядит он как настоящий смайлик в космосе. Глаза и нос являются галактиками, а изогнутая линия "рта" обусловлена воздействием гравитационного линзирования.

25. NGC3314a и NGC3314b

Хотя эти две галактики выглядят как будто они сталкиваются, на самом деле это оптический обман. Между ними десятки миллионов световых лет.

Размеры видимой части Вселенной просто поражают воображение! Тем не менее, это всего лишь песчинка на берегу безбрежного Океана - Большой Вселенной, - истинную величину которой мы не в состоянии ни вообразить, ни посчитать...

Галактика Млечный Путь входит в семью соседних галактик, известных как «Местная группа», и образует вместе с ними скопление галактик. Среди ближних галактик есть великолепные спирали. Одна из них, галактика Андромеды, является самым удалённым объектом, видимым невооружённым глазом. Большинство галактик во Вселенной имеет либо спиральную, либо эллиптическую форму, и многие из них входят в состав галактических скоплений.

На протяжении XIX в. и в начале XX в. астрономы не знали точно, что это за туманные светлые пятнышки видны им в телескоп. Было ясно, что звёзды входят в состав Млечного Пути так же, как и яркие газовые облака, вроде туманности Ориона. Но в поисках комет и планет астрономы, такие, как Шарль Мессье и Уильям Гершель, обнаруживали тысячи более слабых туманностей, многие из которых были спиральными. Астрономам хотелось знать, были ли это галактики, расположенные далеко за пределами Млечного Пути, или просто облака газа в пашей Галактике. Ответить на этот вопрос удалось лишь тогда, когда был найден способ измерения расстояний до этих слабых туманностей.

В 1924 г. американский астроном Эдвин Хаббл убедительно доказал, что спиральные туманности - это гигантские галактики , подобные Млечному Пути, но безгранично удалённые от него. Одним ударом он открыл ошеломляющую огромность Вселенной. Хаббл первым открыл в галактике Андромеды переменные звёзды - цефеиды. Они были гораздо слабее, чем цефеиды Магеллановых облаков. Разница в блеске означала, что галактика Андромеды должна быть в 10 раз дальше от нас, чем Магеллановы облака.

Галактику Андромеды можно наблюдать невооружённым глазом - это самый удалённый объект, который можно увидеть без бинокля или телескопа. Бесчисленные галактики намного слабее этой и, следовательно, ещё более далеки от нас. Эдвин Хаббл открыл царство галактик. В течение нескольких последующих лет он измерил расстояния до многих других спиралей и смог доказать, что даже ближайшие галактики отдалены от нас на много миллионов световых лет . Размеры наблюдаемой Вселенной намного превысили прежние догадки.

Местная группа

Вглядываясь в глубокий космос, мы обнаруживаем, что галактики не распределены по Вселенной равномерно. Галактики группируются вместе, образуя скопления, или семьи. Наша собственная семья называется «Местной группой». Это, в общем, довольно разреженное образование: около 25 его членов разбросаны на пространстве в 3 миллиона световых лет. Самые крупные их них - Млечный Путь, а также спиральные галактики М31 в Андромеде и МЗЗ в Треугольнике. Млечный Путь сопровождают около девяти карликовых галактик, движущихся поблизости, а Андромеду - ещё восемь. Астрономы продолжают находить в нашей «Местной группе» всё новые слабые галактики.

Каждый член «Местной группы» движется под действием гравитационного притяжения всех остальных членов. Все скопления галактик удерживаются вместе гравитационным полем, которое представляет собой важнейшую из сил, действующих во Вселенной на больших расстояниях. Измеряя скорости галактик в «Местной группе», астрономы могут вычислить её общую массу. Она примерно в 10 раз больше, чем масса видимых звёзд, - отсюда следует, что в Местной группе должно находиться очень много тёмного, невидимого вещества.

Скопление в Деве

Если мы продолжим путешествие за пределами «Местной группы», нам встретятся другие небольшие группы галактик - например, квинтет Стефана, в котором две спиральные галактики сцепились вместе. А дальше уже мерцают намного более крупные скопления. Громадное скопление Девы, расстояние до которого около 50 миллионов световых лет, - это ближайшее к нам большое скопление галактик. Оно слишком удалено, чтобы можно было вычислить расстояние с помощью переменных звёзд. Вместо этого для расчёта используют звёздные величины самых ярких звёзд и максимальных звёздных скоплений. Их блеск сравнивают с блеском подобных же объектов, расстояние до которых уже известно.

Скопление Девы огромно; оно раскинулось на участке, примерно в 200 раз превышающем площадь, занимаемую на небе полной Луной! В этом гигантском скоплении насчитывается несколько тысяч членов. В центральной его части находятся три эллиптические галактики, впервые занесённые в списки Шарлем Мессье: М84, М86 и М87. Это действительно громадные галактики. Самая крупная из них, М87, по размеру сравнима со всей пашей «Местной группой». Скопление Девы столь массивно, что его гравитационное действие не только удерживает вместе весь этот огромный коллектив, но и простирается вплоть до пашей «Местной группы». Наша Галактика и её компаньоны медленно движутся по направлению к скоплению Девы.

Скопление в созвездии Волосы Вероники

Двигаясь ещё дальше, на расстоянии примерно в 350 миллионов световых лет мы прибываем в огромный галактический город в созвездии Волосы Вероники. Это скопление Волос Вероники, содержащее более 1000 ярких эллиптических галактик и, возможно, много тысяч более мелких членов, которые уже невозможно увидеть современными способами. Размер скопления в поперечнике достигает 10 миллионов световых лет; две сверхгигантские эллиптические галактики находятся в самой его сердцевине. Астрономы предполагают, что в этом скоплении содержатся десятки тысяч членов.

Все галактики удерживаются в скоплении силами тяготения. В таком случае скорости галактик внутри скопления указывают, что лишь несколько процентов общей массы заключено в звёздах, которые нам видны . Скопление в Волосах Вероники, как и другие крупные скопления такого типа, в основном состоит из тёмного вещества.

В центральных областях густо населённых скоплений, подобных тому, что находится в Волосах Вероники, вряд ли имеются спиральные галактики. Возможно, это связано с тем, что спиральные галактики, которые когда-то там существовали, слились вместе, образовав эллиптические галактики. Скопление Волос Вероники является сильным источником рентгеновского излучения, испускаемого очень горячим газом с температурой от 10 до 100 миллионов градусов. Этот газ обнаружен в центральной части скопления; по своему химическому составу он близок к материалу звёзд.

Возможно, что произошло следующее. Галактики, находящиеся в центральной части скопления, сталкивались друг с другом и, разлетаясь после удара, сбрасывали свои газовые облака. Газ разогревался трением, когда галактики проносились сквозь него со скоростями до тысяч километров в секунду. Поскольку галактики теряли свой газ, их спиральные рукава постепенно исчезли.

Сверхскопления и пустоты

Фотографирование глубокого космоса показывает, что по мере нашего продвижения во Вселенную, галактики всё появляются и появляются. Почти в любом направлении, куда бы мы ни посмотрели, обнаруживается россыпь слабых галактик, подобная пыли. Некоторые объекты обнаружены на расстоянии до 10 миллиардов световых лет . Каждая из этих бесчисленных галактик содержит миллиарды звёзд. Такие числа с трудом представляют себе даже профессиональные астрономы. Внегалактическая Вселенная больше всего, что можно вообразить.

Почти все галактики находятся в скоплениях, содержащих от нескольких штук до многих тысяч членов. Но что можно сказать о самих этих скоплениях: может быть, они тоже группируются в семьи? Да, это именно так!

Местное скопление скоплений, известное, как «Местное сверхскопление», представляет собой уплощённое образование, в которое входят, в частности, Местная группа и скопление Девы. Центр масс расположен в скоплении Девы, а мы находимся на окраине. Астрономы приложили усилия, чтобы составить трёхмерную карту «Местного сверхскопления» и выявить его структуру. Оказалось, что оно содержит около 400 отдельных скоплений галактик; эти скопления собраны в слои и полосы, разделённые промежутками .

Другое сверхскопление находится в созвездии Геркулеса. До него около 700 миллионов световых лет, причём на протяжении примерно 300 миллионов световых лет по дороге к нему галактики, видимо, не встречаются вовсе.

Таким образом, астрономы установили, что сверхскопления отделены друг от друга гигантскими пустыми пространствами. Внутри сверхскоплений тоже есть как бы «пузыри» размерами в миллионы световых лет, не содержащие галактик. Сверхскопления складываются в нити и ленты, придавая Вселенной в самом грандиозном масштабе губчатую структуру.

Закон Хаббла и красное смещение

Сейчас нам известно, что наша Вселенная всё время расширяется, становясь всё больше и больше. Решающую роль в открытии сыграл Хаббл. Используя звёзды-цефеиды, он определил расстояния до ближайших галактик, а по измерениям красного смещения установил их скорости. Открытие было сделано, когда он построил график, на котором скорости галактик были отложены, в зависимости от расстояний до них. Оказалось, что взаимосвязь этих двух величин выражается на графике прямой линией: чем дальше от нас галактика, тем больше её скорость. Закон Хаббла утверждает, что чем быстрее движется галактика, тем более она удалена . Хаббл нашёл связь между двумя величинами, которые можно было измерить для ближайших галактик: между расстоянием и красным смещением (которое и даёт скорость). А после того, как такая связь установлена, закон Хаббла может быть обращён и использован для обратной процедуры. Измеряя красное смещение для более далёких галактик, можно, используя закон Хаббла, вычислить и расстояние до них. Именно так астрономы узнают расстояния до далёких галактик нашей Вселенной.

Конечно, при использовании закона Хаббла, существует некоторая неуверенность в правильности результата. Например, если при вычислении расстояний до ближайших галактик допущена неточность, график уже не будет абсолютно правильным: любая ошибка в нём продолжится в дальний космос, когда мы попытаемся узнать с его помощью расстояния до более удалённых галактик. Тем не менее, закон Хаббла является важнейшим методом исследования крупномасштабной структуры Вселенной.

Расширение Вселенной

Почему из закона Хаббла следует, что Вселенная расширяется? Все галактики разбегаются от нас. Значит, Млечный Путь находится в центре Вселенной? Ведь, когда мы видим взрыв - например, фейерверк, взорвавшийся в небе, - то всё разлетается во все стороны от места взрыва. Значит, если всё вокруг разлетается от нас, мы должны находиться в центре этого расширения?

Нет, это не так: мы не находимся в центре.

Когда во время взрыва отдельные части разлетаются в разные стороны, возрастают расстояния между всеми осколками. Это означает, что каждый обломок «видит», как все остальные улетают от него прочь. Чтобы понять, как это получается, возьми воздушный шарик и нарисуй на нём несколько галактик, используя спиральные и эллиптические значки. Теперь медленно надувай шарик. По мере его расширения галактики удаляются друг от друга. Какую бы галактику ты ни выбрал в качестве начала отсчета, все остальные, по мере надувания шарика, распыляются всё дальше и дальше.

Это можно обсудить и с точки зрения математики. Оболочка шарика это изогнутая поверхность, у неё почти нет толщины. Когда ты надуваешь шарик, эта сферическая поверхность, растягиваясь, охватывает всё большую часть пространства. Искривлённая оболочка, будучи сама двухмерной, расширяется в трёхмерном пространстве. И по мере того, как это происходит, то галактики, нарисованные на шарике, всё больше удаляются друг от друга.

Что же касается Вселенной, то три измерения обычного пространства расширяются в некоем особом четырёхмерном пространстве, которое называется пространство-время. Дополнительное измерение - это время. С течением времени три измерения космоса непрерывно увеличивают свою протяжённость. Скопления галактик, неразрывно скреплённые с расширяющимся пространством, всё время удаляются друг от друга.

Возраст Вселенной

Как астрономы могут определить возраст Вселенной? Возраст дерева мы узнаём, подсчитывая годовые кольца на срезе, - в год нарастает по одному кольцу. Геологи могут оцепить возраст горных пород, осевших в отложениях, по найденным в них окаменелостям. Возраст Луны удалось узнать с помощью измерений радиоактивности пород, содержащих радиоактивные элементы. Во всех этих методах, так или иначе, добывают нужные данные - число колец, пилы окаменелостей, интенсивность оставшихся излучений - и с их помощью вычисляют возраст.

Чтобы определить возраст расширяющейся Вселенной, мы изучаем удалённость и скорости большого количества галактик. Оказывается, что с удалением на каждый миллион световых лет скорость галактик возрастает примерно на 20 км/с (астрономы знают это число не вполне точно, с допуском в 2-3 км/с). Зная, как изменяется скорость с расстоянием, мы можем подсчитать, что 17 миллиардов лет назад вся материя находилась в одном и том же месте. Это и есть один из способов определения возраста Вселенной. Так как её возраст - это время, прошедшее после Большого взрыва, когда началось расширение…

Подробнее о настоящем строении Вселенной см. в книгах академика Н.В. Левашова «Последнее обращение к Человечеству» и «Неоднородная Вселенная» и других.

В удалённом скоплении галактик «живут» 800 триллионов Солнц

Иван Терехов, 17.10.2010

Бесконечный космос «подбрасывает» учёным всё новые, впечатляющие подробности существования на раннем этапе своего развития. На этот раз астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, работающие с телескопом SPT (South Pole Telecope), обнаружили одно из самых массивных галактических скоплений, удалённое от нас на 7 миллиардов световых лет. Информация об общей массе скопления может вызывать приступы головокружения и тошноты при попытке оценить масштабы действа: по данным измерений звёздный кластер имеет массу, равную массе 800 триллионов Солнц .

Скопление, получившее название SPT-CL J0546-5345 , расположено в созвездии Живописца. Его красное смещение z составляет 1,07, то есть сейчас астрономы наблюдают кластер в том состоянии, в котором он находился семь миллиардов лет назад. Причём, уже тогда эта структура была почти такой же крупной, как скопление Волос Вероники, являющееся одним из самых плотных скоплений, известных науке. Исследователи считают, что за прошедшее время SPT-CL J0546-5345 могло увеличиться в четыре раза.

«Это скопление галактик выигрывает титул тяжеловеса. Это одно из самых массивных скоплений, когда-либо найденных на таком расстоянии», - сказал сотрудник центра Марк Бродуин (Mark Brodwin) , один из авторов статьи, опубликованной в «Astrophysical Journal» . Как отметил Бродуин, в SPT-CL J0546-5345 много достаточно старых галактик. Это означает, что скопление возникло в «детстве» Вселенной, в первые два миллиарда лет её существования. Возраст Вселенной, по данным зонда WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) , оценивается в 13,73 миллиарда лет. Такие скопления могут быть полезны в изучении влияния тёмной материи и тёмной энергии на формирование различных структур в космосе.

Группа обнаружила скопление, работая с первыми данными телескопа SPT, установленного на станции Амундсена-Скотта в Антарктиде. 10-метровый телескоп, работающий в частотном диапазоне 70-300 ГГц, начал работу в 2007 году. Поиск скоплений галактик - его основная задача, с помощью данных SPT учёные надеются приблизиться к получению уравнения состояния для тёмной энергии, на которую, по представлениям астрономов, приходится около 74% массы Вселенной. Найденное скопление астрономы изучили с помощью инструментов космического телескопа Спитцер (Spitzer Space Telescope) , а также группы телескопов чилийской обсерватории Лас-Кампанас. Это позволило выделить отдельные галактики в скоплении и оценить скорость их движения.

SPT-CL J0546-5345 удалось обнаружить, благодаря так называемому эффекту Сюняева-Зельдовича - незначительным искажениям в реликтовом излучении, «эхе» Большого взрыва, которые возникают, когда излучение проходит через крупное скопление. Этот метод поиска одинаково хорошо выявляет и близкие, и удалённые скопления, а также позволяет достаточно точно оценить их массу.

Подпишитесь на нас

Галактика (позднегреч. Galaktikos - молочный, млечный, от греческого gala - молоко)

обширная звёздная система, к которой принадлежит Солнце, а следовательно, и вся наша планетная система вместе с Землёй. Г. состоит из множества звёзд различных типов, а также звёздных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей и отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвёздном пространстве. Большая часть их занимает объём линзообразной формы поперечником около 30 и толщиной около 4 килоПарсек (соответственно около 100 тыс. и 12 тыс. световых лет). Меньшая часть заполняет почти сферический объём с радиусом около 15 килоПарсек (около 50 тыс. световых лет). Все компоненты Г. связаны в единую динамическую систему, вращающуюся вокруг малой оси симметрии. Земному наблюдателю, находящемуся внутри Г., она представляется в виде Млечного Пути (отсюда и её название - «Г.») и всего множества отдельных звёзд, видимых на небе. В связи с этим Г. называется также системой Млечного Пути. В отличие от всех др. галактик (См. Галактики), ту, к которой принадлежит Солнце, иногда называют «нашей Галактикой» (термин пишут всегда с прописной буквы).

Звёзды и межзвёздная газопылевая материя заполняют объём Г. неравномерно: наиболее сосредоточены они около плоскости, перпендикулярной оси вращения Г. и являющейся плоскостью её симметрии (т. н. галактической плоскостью). Вблизи линии пересечения этой плоскости с небесной сферой (галактического экватора (См. Галактический экватор)) и виден Млечный Путь, средняя линия которого представляет собой почти большой круг, т. к. Солнечная система находится недалеко от этой плоскости. Млечный Путь представляет собой скопление огромного количества звёзд, сливающихся в широкую белёсую полосу; однако звёзды, проектирующиеся на небе рядом, удалены друг от друга в пространстве на огромные расстояния, исключающие их столкновения, несмотря на то, что они движутся с большими скоростями (десятки и сотни км/сек ) в разных направлениях. Наименьшая плотность распределения звёзд в пространстве (пространственная плотность) наблюдается в направлении полюсов Г. (её северный полюс находится в созвездии Волос Вероники). Общее количество звёзд в Г. оценивается в 100 млрд.

Межзвёздное вещество рассеяно в пространстве также неравномерно, концентрируясь преимущественно вблизи галактической плоскости в виде глобул (См. Глобулы), отдельных облаков и туманностей (от 5 до 20-30 Парсек в поперечнике), их комплексов или аморфных диффузных образований. Особенно мощные, относительно близкие к нам тёмные туманности представляются невооруженному глазу в виде тёмных прогалин неправильных форм на фоне полосы Млечного Пути; дефицит звёзд в них является результатом поглощения света этими несветящимися пылевыми облаками. Многие межзвёздные облака освещены близкими к ним звёздами большой светимости и представляются в виде светлых туманностей, т. к. светятся либо отражённым светом (если состоят из космических пылинок), либо в результате возбуждения атомов и последующего испускания ими энергии (если туманности газовые).

Полная масса Г., включая все звёзды и межзвёздное вещество, оценивается в 10 11 масс Солнца, т. е. около 10 44 г. Как показывают результаты детальных исследований, строение Г. схоже со строением большой галактики в созвездии Андромеды, галактики в созвездии Волос Вероники и др. Однако, находясь внутри Г., мы не можем видеть всю её структуру в целом, что затрудняет её изучение.

Впервые звёздную природу Млечного Пути обнаружил Г. Галилей в 1610, но последовательное изучение строения Г. началось лишь в конце 18 в., когда В. Гершель , применив свой «метод черпков», подсчитал числа звёзд, видимых в его телескоп в различных направлениях. На основании результатов этих наблюдений он высказал предположение, что наблюдаемые звёзды образуют гигантскую систему сплюснутой формы. В. Я. Струве обнаружил (1847), что число звёзд в единице объёма увеличивается с приближением к галактической плоскости, что межзвёздное пространство не идеально прозрачно, а Солнце не расположено в центре Г. В 1859 М. А. Ковальский указал на вероятное осевое вращение всей системы Г. Первые более или менее обоснованные оценки размеров Г. выполнили немецким астроном X. Зелигер и голландским астроном Я. Каптейн в 1-й четверти 20 в. Зелигер, допуская неравномерное распределение звёзд в пространстве и различную их светимость, заключил, что поверхности одинаковой звёздной плотности являются эллипсоидами вращения со сжатием 1:5. Однако из-за неучёта искажающего влияния межзвёздного поглощения света звёзд многие из первых выводов были ошибочными; в частности, оказались преувеличенными размеры Г. При определениях положения Солнца (Земли) в Г. большинство исследователей относило его к центру Г., главной причиной чего было также игнорирование влияния поглощения света. Такой взгляд поддерживался также и живучестью геоцентрического и антропоцентрического миропредставления. В 20-х гг. 20 в. американский астроном Х. Шепли окончательно доказал нецентральное положение Солнца в Г., определив при этом направление на центр Г. (в созвездии Стрельца).

В середине 20-х гг. 20 в. Г. Стрёмберг (США), изучая закономерности движения Солнца относительно различных групп звёзд, обнаружил т. н. асимметрию звёздных движений, которая дала фактический материал для обоснования многих выводов о сложности строения Г. Швед. астроном Б. Линдблад (20-е гг. 20 в.), изучая динамику и строение Г. на основе анализа скоростей звёзд, обнаружил сложность строения Г. и принципиальное различие пространственных скоростей звёзд, населяющих разные части Г., хотя все они и связаны в единую систему, симметричную относительно галактической плоскости. Голландским астроном Я. Оорт в 1927 на основе статистического изучения лучевых скоростей и собственных движений звёзд доказал существование вращения Г. вокруг собственной малой оси. При этом оказалось, что внутренние, более близкие к центру, части Г. вращаются быстрее, чем внешние. На расстоянии Солнца от центра Г. (10 килопарсек ) эта скорость около 250 км/сек ; период полного оборота - около 180 млн. лет.

Доказательство межзвёздного поглощения света звёзд (1930, сов. астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов, американский астроном Р. Трамплер), его количественные оценки и учёт позволили уточнить расстояния до отдельных галактических объектов и размеры Г., положили начало выявлению деталей её структуры. Многочисленные исследования пространственного распределения звёзд различных типов (советский астроном П. П. Паренаго и др.), собственных движений звёзд (ранние работы С. К. Костинского на Пулковской обсерватории, американского астронома В. Боса и др.), движения Солнца в пространстве, а также и движений звёздных потоков (советским астроном В. Г. Фесенков, голландским астроном А. Блау и др.), изучение галактического гравитационного поля и др. позволили открыть, с одной стороны, много общих закономерностей, а с другой - большое разнообразие в кинематических, физических и структурных характеристиках отдельных составляющих Г.

В 30-е и последующие годы 20 в. значительных успехов в области исследований Г. достигли советские астрономические обсерватории, Важные результаты получены: в области динамики звёздных систем; в наблюдениях и составлении многочисленных каталогов параметров звёзд и др. галактических объектов; в развитии новых взглядов на природу межзвёздной среды; в разработке новых теорий и методов, позволивших выполнить количественные оценки параметров, характеризующих поглощение в галактическом пространстве; в выяснении связей между звёздами и межзвёздным веществом. В избранных областях Млечного Пути проведены по плану Г. А. Шайна (СССР) и по комплексному плану П. П. Паренаго фотометрия и спектральная классификация десятков тысяч звёзд. Огромное значение для понимания процессов развития Г. имело открытие звёздных ассоциаций (См. Звёздные ассоциации). Большую роль в изучении Г. сыграли успехи советской науки о переменных звёздах. Сопоставление их физических особенностей и морфологических характеристик с возрастными и пространственными параметрами позволило решить ряд задач структуры и природы Г. Исследования советских и американских астрономов сделали очевидным сложное строение Г. Оказалось, что различным частям Г. соответствуют различные, вполне определенные элементы их состава. В 1948 советские исследователи в результате наблюдений в инфракрасных лучах впервые получили изображение ядра Г. Наблюдения 50-х гг. 20 в. показали наличие у нашей Г. спиральных рукавов. Изучение Г., её строения и развития - предмет, в первую очередь, трёх разделов астрономии: звёздной астрономии, астрометрии и астрофизики. Все эти разделы сыграли большую роль в уточнении и детализации наших представлений о Г. Большое значение для исследования Г. имело развитие радиоастрономии, получившей много новых сведений о Г. Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить большое количество источников излучения в радиодиапазоне в межзвёздных пространствах Г., массы нейтрального водорода, изучить их движения, выяснить общие черты внутреннего строения Г.

К началу 70-х гг. 20 в. в результате исследований, выполненных в СССР и за рубежом, сложилось следующее представление о Г. Степень общей сплюснутости Г., т. е. отношение толщины Г. к её экваториальному диаметру, составляет примерно 1:10, хотя резко очерченных границ Г. не имеет, Толщина расположенного вдоль плоскости галактического экватора слоя, внутри которого находится большинство звёзд и основной массы межзвёздного вещества, равна 400-500 парсек . Пространственная плотность звёзд в нём такова, что одна звезда приходится на объём, равный кубу с ребром в 2 парсека . В окрестностях Солнца плотность несколько меньше. Она значительно возрастает по мере приближения к центру Г., который при наблюдении с Земли виден в созвездии Стрельца. Следовательно, распределение звёзд характеризуется концентрацией как к плоскости Г., так и к её центру. Общая масса межзвёздного газа в Г. составляет около 0,05 массы всех звёзд, и его средня плотность близ плоскости экватора не превосходит 10 -25 или 10 -24 г/см 3 . Межзвёздная пыль, состоящая из твёрдых частичек, радиусы которых порядка 10 -4 -10 -5 см , в своей массе примерно в 100 раз меньше массы газа. Не влияя из-за ничтожной массы на динамику Г., пыль тем не менее заметно влияет на видимую структуру Г., рассеивая свет звёзд, проходящий через её среду. Ядро Г., будучи погружено в относительно плотные массы межзвёздного вещества, мало доступно оптическим наблюдениям, но радиоастрономические наблюдения указывают на активность ядра, присутствие в нём больших масс вещества и источников энергии.

Г. имеет резко выраженное подсистемное строение; различают три подсистемы: плоскую, промежуточную и сферическую. Плоская подсистема характеризуется наличием молодых горячих звёзд, переменных звёзд типа долгопериодических цефеид, звёздных ассоциаций, рассеянных звёздных скоплений и газо-пылевого вещества. Все они сосредоточены у галактической плоскости в форме экваториального диска (толщиной 1 / 20 поперечника Г.). Средний возраст звёздного населения диска около 3 млрд. лет. Слабее концентрируются к плоскости Г. жёлтые и красные звёзды-карлики и звёзды-гиганты, занимающие объём в виде сильно сплюснутого эллипсоида. Все субкарлики, жёлтые и красные гиганты, переменные звёзды типа короткопериодических цефеид и шаровые звёздные скопления образуют сферическую составляющую (иногда называется гало), заполняя сферический объём (со средним диаметром, превышающим 30 тыс. парсек , т. е. 100 тыс. световых лет) с резким падением плотности в направлении от центральных областей к периферии. Её возраст более 5 млрд. лет. Объекты различных составляющих отличаются друг от друга также и скоростями движения, и химическим составом. Звёзды плоской составляющей имеют большие скорости движения относительно центра Г. и они богаче металлами. Это указывает на то, что звёзды разных типов, относящиеся к разным подсистемам, формировались при различных начальных условиях и в различных областях пространства, занимаемого галактическим веществом. Вся галактическая система погружена в обширную газовую массу, которую иногда называют галактической короной (См. Галактическая корона). Из центральной области Г. распространяются вдоль галактической плоскости спиральные ветви, которые, огибая ядро и разветвляясь, постепенно расширяются, теряя яркость. Спиральной структурой, оказавшейся весьма характерным свойством галактик на некотором этапе их эволюции, Г. сходна с множеством др. звёздных систем того же типа, что и она, имеющих такой же звёздный состав. В развитии спиральной структуры, по-видимому, играют роль гравитационные силы и магнитогидродинамические явления, при этом на неё влияют и особенности вращения Г. Вдоль спиральных ветвей происходит звездообразование и они населены наиболее молодыми галактическими объектами.

Вопросы эволюции Г. в целом или отдельных её составных элементов имеют большое мировоззренческое значение. В течение долгого времени господствовал взгляд об одновременном образовании всех звёзд и др. объектов Г. Такой взгляд связывался с признанием единовременного происхождения всех галактик в одной точке Вселенной и их последующего «разбегания» в разные стороны от неё. Однако детальные исследования, основанные на многочисленных наблюдениях, привели к заключению (советским астроном В. А. Амбарцумян), что процесс звёздообразования продолжается и в настоящую эпоху.

Проблема происхождения и развития звёзд в Г. является фундаментальной проблемой. Существуют две главные, но противоположные точки зрения на формирование звёзд. Согласно первой из них, звёзды образуются из газовой материи, в значительном количестве рассеянной в Г. и наблюдаемой оптическими и радиоастрономическими методами. Газовое вещество там, где его масса и плотность достигают достаточно большой величины, сжимается и уплотняется под действием собственного притяжения, образуя холодный шар. В процессе дальнейшего сжатия температура внутри него, однако, повышается до нескольких млн. градусов; этого достаточно для возникновения термоядерных реакций, которые вместе с процессами излучения и обусловливают дальнейшую эволюцию этого шара -звезды. Согласно второй точке зрения, звёзды образуются из некоторого сверхплотного вещества. Сверхплотное вещество такого рода ещё не обнаружено и его свойства неизвестны, но то обстоятельство, что в наблюдаемой Вселенной процессы истечения масс из звёзд, деления и распада систем наблюдаются во многих случаях, процессы же образования звёзд из межзвёздного вещества не наблюдаются, говорит в пользу второй точки зрения.

Предполагается, что Г. в целом развилась в процессе конденсации первичного газового облака, богатого водородом; образовавшиеся при этом звёзды в нашу эпоху наблюдаются как звёзды сферической составляющей, бедные металлами и имеющие наибольший возраст. Первичное газовое облако, продолжая сжиматься под действием гравитационных сил, обогащалось металлами за счёт выбрасывания вещества из недр ранее образовавшихся звёзд, в которых уже в течение многих сотен млн. лет шли внутриядерные реакции и водород превращался в более тяжёлые элементы. Поэтому более позднее «поколение» звёзд, образовавшее диск Г., оказалось более богатым металлами. Эта концепция объясняет наблюдаемое распределение скоростей звёзд и расслоение последних по подсистемам. Тем не менее в изложенной картине остаётся немало противоречий. Развиваемое рядом советских астрономов представление о роли в эволюции галактик мощных взрывных отталкивательных сил, таящихся в недрах галактик, может пролить новый свет на проблему развития Г.

См. илл.

Лит.: Паренаго П. П., Курс звёздной астрономии, 3 изд., М., 1954; Бок Б. Дж. и Бок П. Ф., Млечный путь, пер. с англ., М., 1959; Курс астрофизики и звездной астрономии, т. 2, М., 1962; Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И., Курс общей астрономии, М., 1966.

Е. К. Харадзе.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Галактика" в других словарях:

ГАЛАКТИКА, огромное скопление звезд, пыли и газа. Примером может служить наша собственная Галактика. Согласно классификации Эдвина ХАББЛА, составленной в 1925 г., существует три основных типа галактик. Эллиптические галактики (Е) круглые или… … Научно-технический энциклопедический словарь

Галактика - Галактика. Схематическое изображение Галактики (вид с ребра). ГАЛАКТИКА, звездная система (спиральная галактика), к которой принадлежит Солнце (для отличия от других галактик пишется с прописной буквы). Галактика содержит не менее 1011 звезд… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ГАЛАКТИКА, звездная система (спиральная галактика), к которой принадлежит Солнце (для отличия от других галактик пишется с прописной буквы). Галактика содержит не менее 1011 звезд (общая масса 1011 масс Солнца), межзвездное вещество (газ и пыль,… … Современная энциклопедия

- (от греч. galaktikos млечный) звездная система (спиральная галактика), к которой принадлежит Солнце. Галактика содержит не менее 1011 звезд (общей массой 1011 масс Солнца), межзвездное вещество (газ и пыль, масса которых составляет несколько… … Большой Энциклопедический словарь

ГАЛАКТИКА, и, жен. Гигантская звездная система. Наша Г. (та, к к рой принадлежит Солнце). Другие галактики. | прил. галактический, ая, ое. Галактические туманности. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Те, кто любит смотреть на ночное звездное небо, наверняка замечали широкую полосу, плотно усыпанную самыми разными (яркими, чуть заметными, голубыми, белыми и т.д.) звездами. Это скопление и есть галактика.

Что такое галактики? Одна из самых величайших тайн Вселенной заключается в том, что бесчисленное множество звезд не разбросано хаотично в космическом пространстве, а сгруппировано в галактики. Практически так же, как люди заселяют города, оставляя пространство между населенными пунктами пустым.

Наша планета входит в галактику Некоторые названия галактик нам хорошо известны: Большое и Малое Магеллановы облака, Туманность Андромеды. Их мы можем рассмотреть невооружённым глазом, другие же очень сильно отдалены от Земли.Довольно долгое время не удавалось рассмотреть в них отдельные звезды, это получилось сделать лишь в 20 веке.

"Что такое галактики?" - этот вопрос интересовал ученых уже давно. Но настоящий прорыв в этой области произошел в конце двадцатого столетия, когда был создан и запущен в космос телескоп "Хаббл".

Настолько огромны, что это невозможно даже вообразить. Сто тысяч земных лет понадобится световому лучу, чтобы добраться с одного ее края до другого. В ее центре расположено ядро, от которого ответвляется несколько спиралевидных линий, заполненных звездами. "Густота" эта лишь кажущаяся, на самом деле расположены они довольно редко.

Известны разные виды галактик. Они различаются по форме, массе, размеру, а также по содержащимся в них веществам. Все они содержат газ и звездную пыль. Бывают спиральные, эллиптические, неправильные, сфероподобные и другие формы галактик.

Что такое галактики? Каков их возраст? Как они устроены? Какие процессы в них происходят? Возраст их примерно равен Для ученых до сих пор остается загадкой, что представляет из себя ядро галактики. Было обнаружено, что некоторые ядра довольно активны. Это было неожиданностью, ведь до этого открытия считалось, что ядро является плотным скоплением сотен миллионов звезд. Излучение (и оптическое, и радио) может меняться у некоторых галактических ядер за несколько месяцев. Это значит, что они освобождают колоссальное количество энергии (гораздо больше, чем при вспышке сверхновой) за короткое время.

В 1963 году были выявлены совершенно новые объекты, имеющие звездообразный вид Их назвали квазарами. Светимость их, как выяснилось позднее, намного превосходит светимость галактик. Удивительно, что яркость квазаров может меняться.

Образование галактик - это естественный процесс протекающий под действием Многообразие видов и форм галактик объясняется разнообразием условий, в которых они зарождались. Сжатие галактики может продолжаться 3 млрд. лет. В это время происходит трансформация газа в Именно путем сжатия газового облака и образуются звезды (при достижении определенной плотности и температуры, достаточной для термоядерных процессов).

Постепенно запасы межзвёздного газа истощаются, и образование звезд становится менее интенсивным. Когда все ресурсы будут исчерпаны, преобразуется в линзовидную, состоящую полностью из красных звезд. Эту стадию проходят эллиптические галактики, чьи газовые ресурсы были израсходованы еще 15-20 млрд. лет назад.

У многих людей представление о том, что такое галактики, формируется из многочисленных фантастических фильмов, герои которых обожают путешествовать по космическим просторам, посещать неизвестные планеты и галактики. На самом деле, такого в обозримом будущем не намечается. Если даже двигаться со скоростью света (что пока тоже невозможно), то до Туманности Андромеды (ближайшей к нам галактики) мы доберемся лишь через 2,5 миллиона лет. Хотя (по расчетам астрономов) она к нам приближается и через 4-5 млрд лет столкнется с нашим Млечным Путем, что приведет к образованию новой эллиптической галактики.