Космическая галактика


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.


и 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.


Космическая галактика

«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).


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

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

Растущие галактики


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


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

В общих чертах эта тенденция понятна. Галактики увеличиваются двумя основными способами. Во‑первых, они получают свежий материал для звездообразования, втягивая из окружающего пространства газ и частицы пыли. В течение нескольких миллиардов лет после Большого взрыва этот механизм исправно работал просто потому, что звездного сырья в космосе хватало всем.


том, 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.


Источник: www.PopMech.ru

Один из первых классификаторов «незвёздных» космических объектов — каталог Мессье 1770-х годов — содержал всего 110 позиций. На сегодня количество снимков галактик, снятых разными телескопами, включая Hubble, достигает сотен тысяч или нескольких миллионов, среди них можно найти всякие — «психоделические», «винтажные», «похожие на котиков» и пр. В сети во множестве встречаются подборки «N самых красивых галактик» (например, эта на space.com). Здесь мы представляем свежий набор галактик, которые показались астрономам странными или особенно интересными с точки зрения исследований пары последних лет, в их проекции на научпоп. Их заведомо больше пятнадцати, и этот набор в заметке на LiveScience субъективен и скорее — результат случайного просеивания информации. Мы не стали буквально переводить материал, позаимствовав оттуда только саму идею списка «странных» галактических объектов и примерную логику его построения.

1. Медуза


Jellyfish ESO 137-001
Медуза (ESO 137-001). ESA/NASA.

Галактика ESO 137-001 находится в созвездии Южного Треугольника. Название указывает на каталог Южной Европейской обсерватории (ESO), расположенной в высокогорной пустыне в Чили. Галактика относится к типу «спиральных галактик с перемычкой» (как и Млечный Путь). От неё отходят потоки звёздной материи. Предполагается, что звёзды в «щупальцах медузы» образуются внутри невидимого невооружённым глазом газопылевого хвоста, который выходит из галактики, однако механизм их формирования не совсем понятный, поскольку температура газа должна быть слишком высокой для образования звёзд (по нашим представлениям среда формирования звёзд — относительно «холодные» газовые облака).

2. Галактика без тёмной материи

NGC 1051-DF2
Ультрадиффузная галактика NGC 1052-DF2. NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University).

Эта в общем рядовая тусклая (ультрадиффузная, то есть обладающая низкой светимостью из-за недостатка межзвёздного газа) галактика в созвездии Кита была известна с конца 1970-х. Она внезапно привлекла внимание астрофизиков по результатам её подробного исследования в 2018 году на данных телескопа Hubble, так как показалась почти лишённой тёмной материи. Во всех обнаруженных галактиках, кроме этой, орбитальное движение звёзд указывает на наличие в них неучтённой и невидимой массы, кроме видимого (звёздного) вещества, составляющего всего несколько процентов (подробнее см. нашу заметку). Но в 2019 г. в статье в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) загадка была решена: изначально расстояние до галактики NGC 1052-DF2 было определено в 65 миллионов световых лет, но оказалось, что уточнённое значение — 42 миллиона световых лет; соответственно это кардинально изменило расчёт баланса массы, и сенсацию предложили отменить, а галактика превратилась в обычную.

3. Зомби

MACS 2129-1 gravitation lens
Галактический кластер MACS J2129-0741 и увеличенная гравитационной линзой галактика MACS 2129-1. Композитный снимок Hubble в псевдоцветах. S. Toft et al., Nature, 546,510 (2017); NASA/ESA.

Массивная дискообразная галактика MACS 2129-1 вращается в два раза быстрее, чем Млечный Путь, однако, согласно данным «Хаббла», она неактивна уже 10 миллиардов лет: внутри не проходят процессы образования звёзд. Напрямую рассмотреть структуру таких удалённых галактик нельзя, но в данном случае удалось использовать метод гравитационной линзы: на переднем плане на значительно меньшем расстоянии находится галактический кластер MACS J2129-0741 (созвездие Водолея). Гравитационное искривление световых лучей от удалённых галактик в его поле работает как линза, растягивая эти объекты в поле зрения (подробнее об этом можно прочитать в другой заметке на сайте). Предполагалось, что такие галактики растут за счёт слияния с соседними небольшими галактиками, однако непонятно, почему такие процессы не сопровождаются здесь формированием звёзд в поглощаемых галактиках: все звёзды сформировались раньше, в диске исходной галактики. В статье Nature (2017 г.) высказываются предположения о том, что в процессе старения галактики перестраивают свою структуру, а не просто меняют форму за счёт слияния с другими галактиками.

4. Каннибал (Андромеда) и «галактическая археология»

M31 Andromeda globular clusters
Галактика M31 (Андромеда). Комбинированный снимок в псевдоцветах от космических телескопов Spitzer (инфракрасный; области пыли и звёздоформирования) и Galaxy Evolution Explorer (ультрафиолет; области горячих звёзд). На вставке — статистика шаровых звёздных скоплений во внешнем гало Андромеды (D. Mackey et al., Nature, 574,69 (2019)).

Многие гигантские галактики поглощают небольших соседей. Так поступает галактика Андромеды — ближайшая к нам крупная галактика в местном галактическом скоплении. Она поглощает соседей по меньшей мере в течение 10 миллиардов лет. Это можно установить по кинематике примерно 100 шаровых скоплений, вращающихся вокруг галактики в её внешнем гало: они разделяются на группы, соответствующие разным этапам аккреции (поглощения) большой галактикой (см. статью в Nature, 2019). Через 4,5 миллиарда лет две крупнейших галактики скопления — Андромеда и наша Галактика — сольются, только пока неясно, кто кого проглотит.

5. Головастик

HCG98 tadpole galaxy
Компактная группа HCG98 и галактика «Головастик». N. Brosch et al., MNRAS 482, 2284 (2019).

Группа галактик находится на расстоянии 300 миллионов световых лет (это HCG 98 в Рыбах, или «компактная группа Хиксона» — см. статью по ссылке). Хвост у вытянутой галактической структуры имеет длину 500 тысяч световых лет, в десять раз больше размеров Млечного Пути. Объект описали в статье 2018 г. в MNRAS. Такая конфигурация вызвана столкновением: две дисковые галактики зажали в тиски небольшую карликовую галактику, выдавив остаток её звёзд в виде длинного хвоста за счёт приливных сил. Галактика «Головастик» (tadpole) — это то, что осталось от разрушенной галактики. Через несколько миллиардов лет процесс слияния закончится, и участники столкновения составят один галактический объект с более простой конфигурацией.

6. Змей Горыныч

W2246-0526
Яркая инфракрасная галактика W2246-0526. Источник: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello.

Взаимодействующие галактики часто выглядят как довольно причудливые космические объекты. «Самая яркая галактика Вселенной» (по крайней мере, на 2015 год), или галактика W2246-0526 класса «яркие инфракрасные галактики» в Водолее всосала половину содержимого из трёх соседних галактик меньшего размера. Переток массы заметен в виде потоков звёздного вещества между галактиками, обнаруженных в субмиллиметровом диапазоне на массиве радиотелескопов ALMA в Чили. Более того, поглощаемый из других галактик материал, по-видимому, является одним из механизмов, обеспечивающих её аномально высокую светимость (статья об этом в Science). Это пока самый дальний зафиксированный случай «галактического каннибализма» — структура находится на расстоянии 12 миллиардов световых лет. Кроме того, это единственный известный пример поедания одновременно более одного соседа.

7. Медвежонок

Little Cub, NGC 3359
Little Cub и NGC 3359. Контуры — изолинии области HI (атомарный водород). Hsyu et al., Astroph. J. Lett. 845 (2017); SDSS Coll.

Карликовая и примитивная по составу галактика находится на расстоянии 49 миллионов лет в созвездии Большой Медведицы. По этой причине первооткрыватели прозвали её Little Cub, или (контекстно) «Медвежонок» (на русскоязычных новостных ресурсах это умудрились перевести как «маленький куб» (?!), не усмотрев, очевидно, разницы между «кубом» cube и «детёнышем» cub). Интересна тем, что материал из неё интенсивно перетягивает соседняя крупная галактика NGC 3359, похожая на нашу (статья 2017 г. о её открытии и свойствах в Astrophysical Journal Letters). Галактика формирует новые звёзды, но находится в «спящем» состоянии: её вещество не претерпело сильных изменений со времени, близкого к Большому Взрыву (она обладает исключительно малой «металличностью», то есть малым содержанием элементов тяжелее водорода и гелия, что характерно для самых первых поколений звёзд). Притяжение крупной галактики позволяет подробнее изучить её вещество в вытягиваемом из галактики «шлейфе».

8. Цветок

ESO 381-12 bloom galaxy
ESO 381-12. NASA, ESA, P. Goudfrooij (STScI).

Галактика ESO 381-12 на расстоянии 270 миллионов световых лет в созвездии Кентавра относится к «линзовидному» типу (lenticular, или S0) — промежуточному между спиральной галактикой наподобие Млечного Пути и вытянутой эллиптической галактикой. От галактического ядра в стороны отходят неровные «лепестки». Пока неясно, как они образовались. Возможно, это следы ударных волн от сравнительно недавнего столкновения галактик, в результате которого галактика также получила новый запас «топлива» для интенсивного формирования звёзд.

9. Вертушка

Messier 83 PinWheel galaxy
Messier 83 (Pinwheel). NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA). William Blair (Johns Hopkins University).

Фотогеничная галактика из каталога Мессье под номером 83 находится в созвездии Гидры на расстоянии 15 миллионов световых лет. Любители астрофотографии называют её «вертушка» (Pinwheel Galaxy). Это тип галактики с центральной перемычкой, как и Млечный Путь. Она интересна по нескольким причинам. Во-первых, в её центре находится двойное ядро (или два ядра). Возможно, речь идёт о двух сверхмассивных чёрных дырах, удерживающих галактику как единое целое, или же это деформированный звёздный диск, вращающийся вокруг одной чёрной дыры. Таким же свойством обладает соседняя с нами галактика Андромеды. Во-вторых, Messier 83 — место, где в изобилии образуются Сверхновые. Астрономы уже зафиксировали шесть взрывов Сверхновых и около 300 их остатков. По этому признаку галактика входит в тройку лидеров среди всех наблюдаемых. Столько же Сверхновых обнаружено только в M61, и на первом месте — NGC 6946, в которой наблюдали взрывы девяти сверхновых.

10. Галактика-паразит

Vermin Galaxy and HD 107146
HD 107146 & Vermin Galaxy. ESA/Hubble & NASA.

Психоделический одуванчик на снимке Hubble — это два объекта на одном луче зрения. Удалённая галактика — светлое пятно снизу справа. Её почти закрывает небольшая звезда (HD 107146) в Млечном Пути: происходит транзит ближней звезды на фоне галактики. Вся конструкция находится в созвездии Волосы Вероники.

Сама звезда похожа на Солнце, расположена рядом — на расстоянии 90 световых лет от нас, и вряд ли видна невооружённым глазом (видимая звёздная величина 7m), но её возраст всего 80-200 миллионов лет, и она интересна своим околозвёздным пылевым диском — одним из первых, обнаруженных в звёздах такого типа. Звезда на снимке закрыта (зелёный кружок в центре) — так можно разглядеть её «корону» на просвет — в свете удалённой галактики. Галактика получила название Vermin galaxy, или «галактика-паразит»; возможно, по сходству с вирусом, атакующим клетку, или просто потому, что она мешала астрономам наблюдать за звездой. Однако галактика оказалась удобной «фоновой подсветкой», позволившей дополнительно изучить пылевой диск звезды (в 2009 году даже появилась статья, обосновывающая наличие экзопланеты у этой звезды). В своём движении звезда проходит перед дальней галактикой, и в 2020 году полностью её закроет. До этого астрономы имеют возможность изучить спектральный состав околозвёздного диска, воспользовавшись удалённым источником света на заднем плане.

11. Глаз

IC 2163 and NGC 2207
Пара галактик IC 2163 и NGC 2207 (видимый и миллиметровый диапазон). Изображение: M. Kaufman; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA/Hubble.

Пара IC 2163 и NGC 2207 — взаимодействующие спиральные галактики на расстоянии 114 миллионов световых лет в созвездии Большого Пса. Вытянутые и кольцеобразные структуры — потоки звёзд и межзвёздной пыли, перетекающие между галактиками под действием приливных сил. Галактики двигались по касательной друг к другу и находятся в первой стадии слияния, в которой оба их ядра («глаза») ещё чётко различимы. На фотографии — композитный снимок в псевдоцветах: синие оттенки — видимый диапазон Хаббла, но переток вещества фиксируется в миллиметровом диапазоне при помощи радиокластера ALMA (красный цвет). Предполагают, что такие структуры существуют только несколько десятков миллионов лет. Переток материала из-за притяжения галактик накладывается на собственное орбитальное движение вещества внутри, при этом в потоках газа создаются благоприятные условия для формирования новых звёзд.

12. Два сердца

NGC 7674 double core
Галактика с двойным ядром NGC 7674. С изм. из P. Kharb et al., Nat. Astron. 1, 727 (2017); NASA, ESA.

Большая часть галактик, вероятно, удерживается сверхмассивными чёрными дырами. В некоторых галактиках их две. Одна из таких — спиральная галактика NGC 7674 на расстоянии 400 миллионов световых лет в созвездии Пегаса. В ней две чёрные дыры с суммарной массой 40 миллионов солнечных масс, отстоящие друг от друга на один световой год. Они просматриваются в радиодиапазоне как два различимых компактных источника радиоволн в центре галактики (статья 2017 г. в Nature). Возможно, такая структура сформировалась при слиянии двух галактик. Известна ещё только одна сверхмассивная галактика с двумя чёрными дырами в ядре — это 0402+379, тоже наблюдаемая в радиодиапазоне.

13. Галактика — «жестяной барабан»

NGC1277 pseudocolors
Реликтовая галактика NGC 1277 (снимок Hubble, псевдоцвета по трём каналам). M. Beasley et al., Nature 555, 483 (2018).

Реликтовая галактика NGC 1277 на расстоянии 240 миллионов световых лет в созвездии Персея, исследованная по данным «Хаббла» в 2018 году, скорее всего, почти не эволюционирует последние 10 миллиардов лет и относится к «старым» галактикам без активного звёздоформирования (red and dead). Предполагается (статья в Nature), что остановка в развитии вызвана слишком высокой скоростью её собственного движения, так, что она не успевает вовлекать в свою орбиту соседние галактики (скорость перемещения 3,2 млн км/ч). При этом в галактику не поступает газ и пыль из соседних галактик, то есть она остаётся без вещества для формирования новых звёзд. Некоторые астрономы считают, что большинство галактик на ранних стадиях выглядели подобным образом и эволюционировали до спиралевидных или других типов позднее, при слиянии с другими галактиками.

14. Галактика, летящая к нам

Virgo Cluster
Скопление галактик в созвездии Девы (Virgo Cluster).

Большинство галактик удаляется от нас вследствие расширения Вселенной. Однако для ближних объектов это правило может не работать. Спиральная галактика Messier 90 на расстоянии 60 миллионов лет от нас, наоборот, перемещается в сторону Млечного Пути. Это установлено по смещению спектральных линий: в отличие от удаляющихся галактик, спектр M90 обнаруживает не красное, а синее смещение — объект перемещается к нам. На таких сравнительно небольших расстояниях принцип космологического разбегания ещё не работает, и «расширение Вселенной» вполне может компенсироваться собственным движением космических объектов. Галактика является частью крупного галактического скопления в созвездии Девы (Virgo Cluster) и, как все объекты каталога Мессье, её можно увидеть при помощи любительской оптики. По соседству находится галактика M87, ставшая известной благодаря первой «фотографии» чёрной дыры.

Источник: 22century.ru

Galaktika — это новые ценности, новое развитие человечества.

Объединение всех людей, всего человечества на теме космоса, то, что лежит над религиозными, политическими взглядами. Космос позволит человеку расширить себя, свою душу, позволит выйти за рамки текущих ограниченных взглядов на мир и на себя. Космос — это источник бесконечных знаний и вдохновения, развитие человечества невозможно без познания космической бесконечности и вечности. Данное развитие есть совокупность прогресса каждой личности, своей вовлеченности, осознания своего места во вселенной, влияния своих мыслей на этот мир и ответственности за результат.Космос позволит дать толчок новому развитию ценностей, перешагнуть на следующий этап эволюции. Наше представление о картине будущего: не мир, описанный в антиутопиях, техногенный, бездушный и обезличенный, пропитанный виртуальной реальностью и фактическим сном эмоционального разума человека, а мир гармонии души и тела, где развиваются сверхспособности человека за счет создания равных возможностей для каждого члена общества. Сверхспособности рождают сверхвозможности, которые обеспечивают сверх результаты.

Осознанность, вовлеченность и ответственность – принципы будущего Мы становимся свидетелями и участниками рождения новой генерации людей, обладающими сверхспособностями, а это уже совершенно новый этап развития мира. Формируется новая страница истории человечества. Galaktika — это развитие технологий кардинально нового поколения, это технологии высшего уровня. Например, для того, чтобы прожить 150 лет не нужно будет менять себе органы, вшивать чипы и оцифровывать себя, длительность жизни будет регулироваться высоким уровнем сознания и работой тела. Город EFIR как цель является и объединяющим элементом, и метафорой для того, чтобы перенести людей на следующий этап развития. Galaktika — это противостояние технократичному миру, тотальному контролю за жизнью человека. Против монополий фармацевтических компаний, контролирующих сейчас вопросы жизни и смерти. Против монополий нефте-газовых гигантов, не дающим развитию новых и чистых энергий.

Источник: galaktika.space

Галактические объединения и состав галактик

Галактики состоят всего из трех компонент:

  1. Тёмная материя, составляет основную часть массы
  2. Межзвездный газ и пыль, которого 10 – 30%
  3. Звёзды, черные дыры, нейтронные звезды, планеты, астероиды и прочая мелочь общей массой около 1%

Около 95% галактик собраны в группы. Минимальные группы насчитывают всего несколько десятков объектов, а большие — десятки тысяч. Сотни галактик объединяются в скопления, а тысячи – в сверхскопления.

Структура

Структура галактики

  • Ядро. Обычно подразумеваются активные ядра в самом центре. В ядрах галактик живут огромные чёрные дыры.
  • Диск. В этом тонком слое сконцентрировано наибольшее количество галактических объектов (звезд, газа, пыли).
  • Балдж.  Это яркая внутренняя часть в центре. Буквально означает «вздутие».
  • Гало. Это название внешнего сфероидального компонента. Между ним и балджем нет чёткой границы.
  • Спиральный рукав. Представляет собой плотную структуру, в состав которой входят молодые звёзды и межзвёздный газ.
  • Бар. Перемычка в виде плотного вытянутого образования. Состоит из межзвёздного газа и звёзд.

Виды галактик

Виды галактик

  1. Эллиптические. У них нет дисковой составляющей, или же она малоконтрастна.
  2. Спиральные. Имеют спиральные ветви, реже выраженные в кольца.
  3. Линзообразные. Отличаются от спиральных только отсутствием чёткого спирального рукава. Процент межзвёздного газа в них мал, поэтому темп образования новых звезд в них низок.
  4. Неправильные. Имеют клочковатую, изорванную структуру. Содержат в себе до 50% межзвездного газа.

Столкновения

Столкновения галактик не редкий случай во Вселенной. С большой долей вероятности, и наш Млечный Путь испытал подобное около 2 млрд. лет назад.  Поскольку расстояния между объектами очень велики, то при соприкосновении лишь некоторые из звёзд реально сталкиваются. Галактики имеют различные скорости, поэтому и процесс столкновения происходит всегда по-разному. Зачастую это переходит в слияние галактик, или они пролетают сквозь друг-друга.

Как они произошли

Есть две разных версии происхождения галактик:

  1. Образование из малых объектов. Вначале образовались области неоднородной материи массой около 1 млн. солнечных. Постепенно они сливались и создавали более крупные образования, набирая массу сотен миллиардов звёзд. После этого происходило объединение галактик в группы и скопления.
  2. Образование из крупных объектов. После Большого взрыва в пространстве происходило сильное расширение, «растягивающее» крупные образования. Из них получались «листы» плотной материи,  из которых рождались шаровые скопления.

Как изучают галактики

Великий Кант уже в 1755 году предвидел, что галактика может состоять из огромного количества звёзд и вращаться. У. Гершель в 1780 году подтвердил эту гипотезу. Он произвёл систематический подсчёт видимых светил, и на основе наблюдений ему удалось составить трёхмерную структуру Млечного Пути.

А в 1936 году  галактики были классифицированы Э. Хабблом. Этой классификацией пользуются и ныне. Ему также удалось определить расстояние до Туманности Андромеды, правда, с большой погрешностью. Но главное, что было им установлено что Вселенная не ограничена Млечным Путём.И чем больше удалённость наблюдаемого объекта, тем выше его скорость. Из этого может следовать только одно: в очень далёком будущем остальные галактики и звёзды просто исчезнут из виду, так как свет от них уже не будет до нас долетать. А наша галактика сольется с Туманностью Андромеды.

Источник: light-science.ru

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источник: MilitaryArms.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.