„...Galite be galo žiūrėti į tris dalykus: ugnį, vandenį ir žvaigždėtą dangų. Šis klasikinis teiginys priklauso aksiomų kategorijai ir nereikalauja įrodymų. Bet jei vanduo ir ugnis įvairiose situacijose žmonėms sukelia skirtingas emocijas, tai pamačius didžiulę žvaigždėtą palapinę, dažniausiai visi apima vienodus jausmus – susižavėjimą, ramybę ir supratimą, kokios mažos visos mūsų problemos, palyginti su putojančiomis ir beribėmis. pasaulis išsiskleidžia virš tavo galvos.
Mokykloje įgytų žinių dėka suprantame, kad virš savęs matome atskiras žvaigždes, tokias kaip mūsų Saulė, ištisas žvaigždžių sistemas, galaktiką, Visatą. Tačiau nepaisant gana aukšto šiuolaikinių žmonių išsilavinimo lygio, daugelis ne visai teisingai supranta, kuo galaktika skiriasi nuo visatos. Pabandykime išsiaiškinti šį klausimą, juolab kad jis visiškai paprastas.
Galaxy, mūsų žvaigždės namai
Gravitacinių jėgų sujungtos žvaigždžių sistemų sankaupos vadinamos galaktikomis. Tai pats primityviausias šio reiškinio apibūdinimas, bet kartu tiksliausiai atspindintis jo esmę. Galaktikos gali būti ne itin didelės, sudarytos iš kelių milijardų žvaigždžių, tačiau jos gali būti ir milžiniškos pabaisos, įskaitant trilijonus žvaigždžių.
Kaip pavyzdį galime pateikti nykštukinę galaktiką Mažasis Magelano debesis (1,5 milijardo žvaigždžių) ir megaformaciją – spiralinę galaktiką beveidžiu pavadinimu NGC 6872. Tikslų joje esančių žvaigždžių skaičių sunku apskaičiuoti dėl jos milžiniško dydžio. dydis, bet faktas, kad skaičius siekia trilijonus, be jokios abejonės.
Norėdami aiškiau įsivaizduoti šio monstro platybes, galite palyginti jį su mūsų didele kosmine tėvyne - Paukščių Taku (Saulės sistema yra šioje galaktikoje):
- Paukščių Tako dydis yra 100–120 tūkstančių šviesmečių skersmens ir taip pat laikomas toli gražu ne mažu dariniu;
- NGC 6872 galaktikos praskridimas tuo pačiu maršrutu užtruks ne mažiau nei 500 tūkstančių šviesmečių.
Beje, daugelis galaktikų taip pat yra sujungtos gravitacijos ir gyvena (suka) tuo pačiu ritmu. Mūsų galaktikų spiečiuje, be mūsų, yra Andromeda (skersmuo 200 tūkst. šviesmečių), Trikampio galaktikos (50 tūkst. šviesmečių) ir daugybė palydovinių darinių, vadinamųjų nykštukinių galaktikų.
Taigi, mes šiek tiek sutvarkėme galaktikas. Dabar, norėdami suprasti skirtumą tarp galaktikos ir visatos, turėtume kalbėti apie pačią visatą.
Visata... Nesuvokiama bedugnė
Trumpai: Visata yra beribis erdvės tūris, užpildytas žvaigždėmis, žvaigždžių sistemomis, galaktikomis, juodosiomis skylėmis, tuštuma ir kt. Ir, tikėtina, joje yra daug daugiau įvairių objektų ir reiškinių, kurių šiuolaikinis mokslas net nežino. Visa ši įvairovė nuolat juda ir gyvena savo gyvenimą, kartais mums nesuprantamą.
Pažvelgus į naktinį dangų atrodo, kad jis tiesiog prikimštas žvaigždžių. Atrodo, kad šį įspūdį patvirtina nuotraukos, padarytos galingiausiu pasaulyje Hablo teleskopu. O naujausi astronomų tyrimai rodo, kad visatoje yra mažiausiai 100-200 milijardų galaktikų, o kai kuriais duomenimis – daugiau nei 500 milijardų Tačiau iš tikrųjų visos šios žvaigždžių spiečiai yra be galo vieniši beribėje visatoje. Dažnai juos skiria tokie dideli atstumai, kad žmogaus protas jų tiesiog neįsivaizduoja.
Visata susiformavo po Didžiojo sprogimo ir, atitinkamai, turi savo amžių, nors ir neturi ribų. Naujausiais duomenimis, visko, kas yra kosmose, motinos amžius vertinamas 13,75±0,13 milijardo metų. Tiesa, daugelis rimtų mokslininkų mano, kad Visata yra amžina, kad ji egzistavo visada ir jokių Didžiojo sprogimo pėdsakų nebuvo. Tačiau palikime mokslinius ginčus „specialiai apmokytiems žmonėms“ ir pereikime prie pagrindinės mūsų straipsnio dalies.
Palyginimas
Dabar sudėkime viską, ko išmokome iš ankstesnės medžiagos. Pabandykime nustatyti šių dviejų objektų skirtumus. Jų nedaug, bet jie gana reikšmingi.
Lentelėje pabrėžėme pagrindinius, mūsų nuomone, taškus, kurie parodo, kuo skiriasi galaktika ir visata. Vaizdžiai tariant, visatą galima įsivaizduoti kaip savotišką ekstravagantišką namą, susidedantį iš blokų, kurių kiekvienas skiriasi nuo kaimyno savo svoriu, dydžiu ir net fizinėmis savybėmis (teoriškai). Tačiau, nepaisant tokios „sumišimo“, visa konstrukcija atrodo stebėtinai harmoningai ir patvari. Jai galioja vienodi, „universalūs“ dėsniai, nepajudinami ir amžini.
Matomos Visatos dalies dydis yra tiesiog nuostabus! Tačiau tai tik smėlio grūdelis beribio Vandenyno – Didžiosios Visatos – pakrantėje, kurios tikrojo dydžio neįsivaizduojame ir nesugebame apskaičiuoti...
Paukščių Tako galaktika yra kaimyninių galaktikų, žinomos kaip Vietinė grupė, šeimos dalis ir kartu su jomis sudaro galaktikų spiečius. Tarp netoliese esančių galaktikų yra nuostabių spiralių. Vienas iš jų, Andromedos galaktika, yra labiausiai nutolęs plika akimi matomas objektas. Dauguma galaktikų Visatoje yra spiralės arba elipsės formos, o daugelis jų yra galaktikų spiečių dalis.
Per visą XIX a. pradžioje ir XX a. astronomai tiksliai nežinojo, kokios šios miglotos šviesos dėmės jiems buvo matomos per teleskopą. Buvo aišku, kad žvaigždės yra Paukščių Tako dalis, kaip ir ryškūs dujų debesys, tokie kaip Oriono ūkas. Tačiau ieškodami kometų ir planetų astronomai, tokie kaip Charlesas Messier ir Williamas Herschelis, atrado tūkstančius silpnesnių ūkų, daugelis iš jų spiralės formos. Astronomai norėjo sužinoti, ar tai galaktikos, esančios toli už Paukščių Tako, ar tik dujų debesys mūsų galaktikoje. Į šį klausimą buvo atsakyta tik tada, kai buvo rastas būdas išmatuoti atstumus iki šių silpnų ūkų.
1924 metais amerikiečių astronomas Edvinas Hablas tai įtikinamai įrodė spiraliniai ūkai yra milžiniškos galaktikos, panašus į Paukščių Taką, bet be galo nutolęs nuo jo. Vienu smūgiu jis atskleidė stulbinamą visatos milžiniškumą. Hablas pirmasis Andromedos galaktikoje atrado kintamąsias žvaigždes – cefeidus. Jie buvo daug silpnesni nei Magelano debesų cefeidai. Ryškumo skirtumas lėmė, kad Andromedos galaktika turėtų būti 10 kartų toliau nuo mūsų nei Magelano debesys.
Andromedos galaktiką galima pamatyti plika akimi – tai labiausiai nutolęs objektas, kurį galima pamatyti be žiūronų ar teleskopo. Daugybė galaktikų yra daug silpnesnės už šią ir todėl dar labiau nutolusios nuo mūsų. Edvinas Hablas atrado galaktikų karalystę. Per ateinančius kelerius metus jis išmatavo atstumus iki daugelio kitų spiralių ir sugebėjo įrodyti, kad net artimiausios galaktikos yra nutolusios nuo mūsų. daug milijonų šviesmečių. Stebimos Visatos dydis gerokai viršijo ankstesnius spėjimus.
Vietinė grupė
Žvelgdami į giliąją erdvę, atrandame, kad galaktikos nėra tolygiai paskirstytos visoje Visatoje. Galaktikos susigrupuoja į grupes arba šeimas. Mūsų pačių šeima vadinama „Vietine grupe“. Apskritai tai gana negausus darinys: apie 25 jo nariai yra išsibarstę 3 milijonų šviesmečių erdvėje. Didžiausios iš jų yra Paukščių Takas, taip pat spiralinės galaktikos M31 Andromedoje ir M3 Trikampyje. Paukščių Taką lydi maždaug devynios nykštukinės galaktikos, judančios netoliese, o Andromeda turi dar aštuonias. Astronomai ir toliau randa vis daugiau silpnų galaktikų mūsų vietinėje grupėje.
Kiekvienas Vietinės grupės narys juda veikiamas visų kitų narių gravitacijos. Visus galaktikų spiečius kartu laiko gravitacinis laukas, kuris yra svarbiausia jėga, veikianti Visatoje dideliais atstumais. Matuodami vietinės grupės galaktikų greitį, astronomai gali apskaičiuoti bendrą jos masę. Ji yra maždaug 10 kartų didesnė už matomų žvaigždžių masę, o tai reiškia, kad Vietinėje grupėje turi būti daug tamsios, nematomos materijos.
Klasteris Mergelės ženkle
Jei tęsime kelionę už Vietinės grupės ribų, susidursime su kitomis mažomis galaktikų grupėmis – tokiomis kaip Stefano kvintetas, kuriame dvi spiralinės galaktikos yra užrakintos kartu. Ir tada mirga daug didesni klasteriai. Didžiulis Mergelės spiečius, esantis maždaug už 50 milijonų šviesmečių, yra arčiausiai mūsų esantis didelis galaktikų spiečius. Jis per toli, kad atstumą būtų galima apskaičiuoti naudojant kintamąsias žvaigždes. Vietoje to skaičiavimams naudojami ryškiausių žvaigždžių ir didžiausių žvaigždžių spiečių dydžiai. Jų spindesys lyginamas su panašių objektų blizgesiu, iki kurių atstumas jau žinomas.
Mergelės spiečius yra didžiulis; jis plinta maždaug 200 kartų didesniame plote nei pilnatis danguje! Šis milžiniškas klasteris turi kelis tūkstančius narių. Jo centrinėje dalyje yra trys elipsės formos galaktikos, kurias pirmą kartą išvardijo Charlesas Messier: M84, M86 ir M87. Tai tikrai didžiulės galaktikos. Didžiausias iš jų, M87, savo dydžiu prilygsta visai mūsų „Vietinei grupei“. Mergelės spiečius yra toks didžiulis, kad jo gravitacinė trauka ne tik sulaiko šį didžiulį kolektyvą, bet ir tęsiasi iki pat mūsų „Vietinės grupės“. Mūsų galaktika ir jos palydovai pamažu juda Mergelės spiečiaus link.
Spiečius Coma Berenices žvaigždyne
Judėdami dar toliau, maždaug už 350 milijonų šviesmečių, atvykstame į didžiulį galaktikos miestą Coma Berenices žvaigždyne. Tai Komos spiečius, kuriame yra daugiau nei 1000 ryškių elipsinių galaktikų ir galbūt daug tūkstančių mažesnių narių, kurių šiuolaikinėmis priemonėmis nebeįmanoma pamatyti. Spiečiaus dydis siekia 10 milijonų šviesmečių; dvi supermilžinės elipsės galaktikos yra pačiame jos šerdyje. Astronomai apskaičiavo, kad šį klasterį sudaro dešimtys tūkstančių narių.
Visos galaktikos yra laikomos klasteryje gravitacinių jėgų. Šiuo atveju galaktikų greičiai klasteryje tai rodo tik keli procentai visos masės yra mums matomose žvaigždėse. Komos spiečius, kaip ir kitos didelės tokio tipo klasteriai, daugiausia susideda iš tamsiosios medžiagos.
Mažai tikėtina, kad centriniuose tankiai apgyvendintų spiečių, tokių kaip Coma Berenices, regionuose bus spiralinių galaktikų. Taip gali būti todėl, kad kažkada ten egzistavusios spiralinės galaktikos susijungė ir susidarė elipsinės galaktikos. Komos spiečius yra stiprus rentgeno spindulių šaltinis, kurį skleidžia labai karštos dujos, kurių temperatūra svyruoja nuo 10 iki 100 milijonų laipsnių. Šios dujos buvo aptiktos centrinėje klasterio dalyje; savo chemine sudėtimi jis artimas žvaigždžių medžiagai.
Gali būti, kad atsitiko taip. Centrinėje spiečiaus dalyje išsidėsčiusios galaktikos susidūrė viena su kita ir po smūgio išsisklaidė išsklaidė savo dujų debesis. Dujos įkaito dėl trinties, kai galaktikos veržėsi pro jas iki tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu. Kai galaktikos prarado dujas, jų spiralinės rankos palaipsniui išnyko.
Superspiečiai ir tuštumos
Giliosios erdvės fotografavimas rodo, kad mums judant į Visatą galaktikos vis atsiranda ir atsiranda. Beveik kiekviena kryptis, į kurią žiūrime, atskleidžia silpnų galaktikų, kaip dulkių, išsibarstymą. Kai kurie objektai buvo aptikti atstumu iki 10 milijardų šviesmečių. Kiekvienoje iš šių nesuskaičiuojamų galaktikų yra milijardai žvaigždžių. Net profesionaliems astronomams sunku įsivaizduoti tokius skaičius. Ekstragalaktinė Visata yra didesnė už viską, ką galima įsivaizduoti.
Beveik visos galaktikos randamos klasteriuose, kuriuose yra nuo kelių iki daugelio tūkstančių narių. Tačiau ką galima pasakyti apie pačius šiuos klasterius: gal jie taip pat grupuojami į šeimas? Taip, būtent taip!
Vietinis klasterių spiečius, žinomas kaip vietinis superspiečius, yra suplokštintas darinys, apimantis, be kitų, vietinę grupę ir Mergelės spiečius. Masės centras yra Mergelės klasteryje, o mes – pakraštyje. Astronomai stengėsi nustatyti vietinį superspiečius trimis matmenimis ir atskleisti jo struktūrą. Paaiškėjo, kad jame yra apie 400 atskirų galaktikų spiečių; šios sankaupos surenkamos sluoksniais ir juostelėmis, atskirtomis intervalais.
Kitas superspiečius yra Heraklio žvaigždyne. Jis yra nutolęs apie 700 milijonų šviesmečių, o maždaug 300 milijonų šviesmečių pakeliui į jį galaktikos, matyt, išvis nesusitinka.
Taigi astronomai nustatė, kad superspiečius vieną nuo kito skiria milžiniškos tuščios erdvės. Superspiečių viduje taip pat yra milijonų šviesmečių dydžio „burbuliukai“, kuriuose nėra galaktikų. Superspiečiai susilanksto į siūlus ir juosteles, suteikdami Visatai didžiausiu mastu kempinę struktūrą.
Hablo dėsnis ir raudonasis poslinkis
Dabar mes žinome, kad mūsų Visata visą laiką plečiasi, tampa vis didesnė ir didesnė. Hablas vaidino lemiamą vaidmenį atradime. Naudodamas Cefeidų žvaigždes, jis nustatė atstumus iki artimiausių galaktikų, o iš raudonojo poslinkio matavimų – jų greičius. Atradimas buvo padarytas, kai jis nubraižė galaktikų greitį ir jų atstumus. Paaiškėjo, kad ryšys tarp šių dviejų dydžių grafike išreiškiamas tiesia linija: kuo toliau nuo mūsų galaktika, tuo didesnis jos greitis. Hablo dėsnis teigia, kad kuo greičiau galaktika juda, tuo ji nutolusi. Hablas rado ryšį tarp dviejų dydžių, kuriuos galima išmatuoti netoliese esančioms galaktikoms: tarp atstumo ir raudonojo poslinkio (kuris suteikia greitį). Užmezgus tokį ryšį, Hablo dėsnį galima pakeisti ir naudoti atvirkštinei procedūrai. Išmatavus tolimesnių galaktikų raudonąjį poslinkį, pagal Hablo dėsnį galima apskaičiuoti atstumą iki jų. Taip astronomai išsiaiškina atstumus iki tolimų galaktikų mūsų Visatoje.
Žinoma, naudojant Hablo dėsnį, kyla tam tikras netikrumas dėl rezultato teisingumo. Pavyzdžiui, jei skaičiuojant atstumus iki gretimų galaktikų yra netikslumas, grafikas nebebus visiškai teisingas: bet kokia jame esanti klaida išliks gilioje erdvėje, kai bandysime ją panaudoti atstumams iki tolimesnių galaktikų išsiaiškinti. Nepaisant to, Hablo dėsnis yra svarbiausias didelio masto Visatos sandaros tyrimo metodas.
Visatos plėtimasis
Kodėl iš Hablo dėsnio išplaukia, kad Visata plečiasi? Visos galaktikos bėga nuo mūsų. Taigi Paukščių Takas yra Visatos centre? Juk kai matome sprogimą – pavyzdžiui, danguje sprogsta fejerverkai – tada iš sprogimo vietos viskas išsisklaido į visas puses. Taigi, jei viskas aplink mus skrenda nuo mūsų, mes turime būti šios plėtros centre?
Ne, tai netiesa: mes nesame centre.
Kai sprogimo metu atskiros dalys išskrenda į skirtingas puses, atstumai tarp visų skeveldrų didėja. Tai reiškia, kad kiekvienas fragmentas „mato“, kaip nuo jo nuskrenda visi kiti. Norėdami pamatyti, kaip tai veikia, paimkite balioną ir nupieškite ant jo kelias galaktikas, naudodami spiralinius ir elipsinius simbolius. Dabar lėtai pripūskite balioną. Jai plečiantis, galaktikos tolsta viena nuo kitos. Kad ir kurią galaktiką pasirinktumėte kaip pradinį tašką, visos kitos, balionui išsipūtus, išsisklaido vis toliau.
Tai galima aptarti ir matematiniu požiūriu. Rutulio apvalkalas yra lenktas paviršius, jis beveik neturi storio. Kai pripučiate balioną, šis sferinis paviršius išsitempia, kad padengtų vis daugiau erdvės. Išlenktas apvalkalas, pats būdamas dvimatis, plečiasi trimatėje erdvėje. Ir taip atsitinka, ant rutulio nupieštos galaktikos vis labiau tolsta viena nuo kitos.
Kalbant apie Visatą, trys įprastos erdvės dimensijos išsiplečia į specialią keturmatę erdvę, vadinamą erdvės laiku. Papildomas aspektas yra laikas. Laikui bėgant, trys erdvės matmenys nuolat didina savo mastą. Galaktikų spiečiai, neatsiejamai susiję su besiplečiančia erdve, nuolat tolsta vienas nuo kito.
Visatos amžius
Kaip astronomai gali nustatyti Visatos amžių? Medžio amžių sužinome skaičiuodami metinius žiedus ant pjūvio – per metus užauga vienas žiedas. Geologai gali įvertinti nuosėdose nusėdusių uolienų amžių pagal jose rastas fosilijas. Mėnulio amžius buvo nustatytas matuojant uolienų, kuriose yra radioaktyvių elementų, radioaktyvumą. Taikant visus šiuos metodus vienaip ar kitaip gaunami reikiami duomenys – žiedų skaičius, pjūklo fosilijos, likusios spinduliuotės intensyvumas – ir jų pagalba apskaičiuojamas amžius.
Norėdami nustatyti besiplečiančios Visatos amžių, tiriame daugybės galaktikų atstumus ir greičius. Pasirodo, kad kas milijoną šviesmečių galaktikų greitis padidėja apie 20 km/s (astronomai šį skaičių žino ne visai tiksliai, su 2-3 km/s tolerancija). Žinodami, kaip greitis keičiasi atsižvelgiant į atstumą, galime apskaičiuoti, kad prieš 17 milijardų metų visa materija buvo toje pačioje vietoje. Tai vienas iš būdų nustatyti Visatos amžių. Kadangi jos amžius yra laikas, kuris praėjo nuo Didžiojo sprogimo, kai prasidėjo plėtra...
Daugiau informacijos apie tikrąją Visatos sandarą rasite akademiko N.V. knygose. Levašovas „Paskutinis kreipimasis į žmoniją“ ir „Heterogeninė visata“ ir kt.
Nuošaliame galaktikų spiečiuje gyvena 800 trilijonų Saulių.
Ivanas Terekhovas, 2010-10-17
Begalinė erdvė mokslininkams „išmeta“ vis daugiau naujų, įspūdingų egzistencijos detalių ankstyvoje vystymosi stadijoje. Šį kartą astronomai iš Harvardo-Smithsonian astrofizikos centro, dirbdami su SPT (South Pole Telecope) teleskopu, atrado vieną masyviausių galaktikų spiečių, nutolusią nuo mūsų 7 milijardus šviesmečių. Informacija apie bendrą spiečiaus masę gali sukelti galvos svaigimo ir pykinimo priepuolius, kai bandoma įvertinti veiksmo mastą: pagal matavimus žvaigždžių spiečiaus masė lygi masei. 800 trilijonų saulių.
Klasteris, vadinamas SPT-CL J0546-5345, esantis Pictor žvaigždyne. Jo raudonasis poslinkis z yra 1,07, o tai reiškia, kad astronomai dabar stebi klasterį tokios būklės, kokia ji buvo prieš septynis milijardus metų. Be to, jau tada ši struktūra buvo beveik tokia pat didelė kaip Coma Berenices klasteris, kuris yra vienas tankiausių mokslui žinomų spiečių. Tyrėjai mano, kad per pastarąjį laiką SPT-CL J0546-5345 galėjo padidėti keturis kartus.
„Šis galaktikų spiečius laimi sunkiasvorio titulą. „Tai viena didžiausių grupių, kada nors rastų tokiu atstumu“, – sakė centro darbuotojas Markas Brodwinas (Markas Brodvinas), vienas iš publikuoto straipsnio autorių „Astrofizikos žurnalas“. Kaip pažymėjo Brodwinas, SPT-CL J0546-5345 yra daug gana senų galaktikų. Tai reiškia, kad klasteris atsirado Visatos „vaikystėje“, per pirmuosius du milijardus jos egzistavimo metų. Visatos amžius, pasak zondo WMAP (Wilkinson mikrobangų anizotropijos zondas) Manoma, kad jo amžius yra 13,73 mlrd. Tokie klasteriai gali būti naudingi tiriant tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos įtaką įvairių struktūrų formavimuisi erdvėje.
Komanda atrado klasterį dirbdama su ankstyvaisiais SPT teleskopo duomenimis iš Amundsen-Scott stoties Antarktidoje. 10 metrų teleskopas, veikiantis 70-300 GHz dažnių diapazone, pradėjo veikti 2007 m. Galaktikų spiečių paieška yra pagrindinis jos tikslas, pasitelkus SPT duomenis, mokslininkai tikisi priartėti prie tamsiosios energijos būsenos lygties, kuri, anot astronomų, sudaro apie 74% Visatos masės. Astronomai tyrinėjo atrastą klasterį naudodami Spitzerio kosminio teleskopo instrumentus. (Spitzerio kosminis teleskopas), taip pat teleskopų grupė Čilės Las Kampanaso observatorijoje. Tai leido identifikuoti atskiras galaktikas klasteryje ir įvertinti jų judėjimo greitį.
SPT-CL J0546-5345 buvo aptiktas dėl vadinamojo Sunyajevo-Zeldovičiaus efekto – nedidelių kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės iškraipymų, Didžiojo sprogimo „aido“, atsirandančio radiacijai pereinant per didelę spiečius. Šis paieškos metodas vienodai gerai atpažįsta tiek artimus, tiek tolimus klasterius, taip pat leidžia gana tiksliai įvertinti jų masę.
Sekite mus
Mes gyvename galaktikoje, vadinamoje Paukščių Taku, imperijoje, kurią sudaro šimtai milijardų žmonių. Kaip mes čia atsidūrėme? Kokia mūsų laukia ateitis? Šie klausimai neatsiejami nuo galaktikos sampratos. Mūsų visatoje yra du šimtai milijardų galaktikų, visos jos yra unikalios, didžiulės ir nuolat besikeičiančios. Iš kur atsiranda galaktikos? Kaip jie statomi? Kokia jų ateitis? Ir kaip jie mirs?
Tai mūsų Paukščių Tako galaktika, kurios amžius yra apie dvylika milijardų metų. Galaktika yra milžiniškas diskas su didžiulėmis spiralinėmis šakomis ir švytėjimu, kosmose yra daugybė tokių galaktikų. Tai tikras žvaigždžių inkubatorius, vieta, kur gimsta ir kur miršta žvaigždės. Žvaigždės galaktikoje atsiranda iš dulkių ir dujų debesų, vadinamų ūkais. Mūsų galaktikoje yra milijardai žvaigždžių, iš kurių daugelis yra apsuptos planetų ir mėnulių. Prieš šimtą metų mes labai mažai žinojome apie galaktikas. Tačiau 1924 m. astronomas Edvinas Hablas pakeitė bendrą idėją, Hablas stebėjo erdvę naudodamas pažangiausią savo laikų teleskopą, kurio objektyvo skersmuo buvo 254 centimetrai. Nakties danguje jis pamatė neaiškius šviesos debesis, kurie buvo labai toli nuo mūsų, mokslininkas padarė išvadą, kad tai ne atskiros žvaigždės, o ištisi žvaigždžių miestai, galaktikos toli už Paukščių Tako.
Hablas padarė vieną didžiausių atradimų astronomijoje: erdvėje yra ne tik viena galaktika, o daugybė galaktikų. Mūsų galaktika turi sūkurinę struktūrą, dvi spiralines atšakas ir apie šimtą šešiasdešimt milijonų žvaigždžių. Galaxy M-87 yra milžiniška elipsė, tai viena seniausių galaktikų visatoje ir joje esančios žvaigždės skleidžia auksinę šviesą.
Galaktikos didžiulės, tikros gigantės, žemėje atstumai matuojami kilometrais, kosmose astronomai naudoja ilgio vienetą, šviesmetį, atstumą, kurį šviesa nukeliauja per vienerius metus, jie maždaug lygūs devyniems su puse trilijono kilometrų.
Paukščių Tako galaktika mums atrodo didžiulė, tačiau, palyginti su kitomis visatos galaktikomis, ji yra gana maža. Mūsų artimiausias galaktikos kaimynas Andromedos ūkas, kurio skersmuo siekia 200 000 šviesmečių, dvigubai didesnis už mūsų Paukščių Taką M 87 yra didžiausia galaktika netoliese esančioje erdvėje, ji yra daug didesnė už Andromedą, tačiau, palyginti su milžinišku AC 1011, atrodo visiškai mažytis. AC 1011 yra 6 000 000 šviesmečių pločio ir yra didžiausia žinoma galaktika, 60 kartų didesnė už Paukščių Taką.
Taigi, mes žinome, kad galaktikos yra didžiulės ir jų yra visur, bet iš kur jos atsirado? Norint sukurti žvaigždes, reikia gravitacijos, o norint sujungti žvaigždes į galaktikas, jos reikia dar daugiau. Pirmosios žvaigždės pasirodė praėjus vos 200 000 000 metų po Didžiojo sprogimo, tada gravitacija jas sutraukė ir pasirodė pirmosios galaktikos.
Galaktikos gyvuoja daugiau nei dvylika milijardų metų, žinome, kad šios didžiulės žvaigždžių imperijos įgyja įvairių formų – nuo sūkurių spiralių iki didžiulių žvaigždžių rutulių, tačiau daug kas galaktikose mums tebėra paslaptis.
Jaunos galaktikos yra beformės dujų ir dulkių žvaigždžių sankaupos, tik po milijardų metų jos virsta tokiomis struktūromis kaip sūkurinė galaktika. Gravitacijos jėga pamažu sutraukia žvaigždes, jos sukasi vis greičiau, kol įgauna disko formą, tada žvaigždės ir dujos suformuoja milžiniškas spiralines ginklas, šis procesas kosmoso platybėse kartojamas milijardus kartų. Kiekviena galaktika yra unikali, tačiau jos visos turi vieną bendrą bruožą: visos jos sukasi aplink savo centrą. Daugelį metų mokslininkai domėjosi, kas turi pakankamai galios pakeisti galaktikos elgseną, ir galiausiai buvo rastas atsakymas: juodoji skylė ir ne šiaip juodoji skylė, o itin masyvi juodoji skylė. Itin masyvios juodosios skylės minta dujomis ir žvaigždėmis, kartais juodoji skylė jas suryja per daug godžiai, o maistas grynos energijos pluošto pavidalu išmetamas atgal į kosmosą. Paukščių tako centre esanti juodoji skylė yra milžiniška, jos plotis – 24 000 000 kilometrų. Žemės planeta yra dvidešimt penkių tūkstančių šviesmečių atstumu nuo Paukščių Tako centro, kuris yra daug milijardų kilometrų. Supermasyvios juodosios skylės gali būti galingos gravitacijos šaltinis, tačiau jos neturi pakankamai jėgos palaikyti ryšį tarp galaktikų kūnų. Pagal visus fizikos dėsnius galaktikos turėtų irti, kodėl taip neatsitinka? Erdvėje yra jėga, galingesnė už supermasyvią juodąją skylę, jos nematyti ir beveik neįmanoma apskaičiuoti, bet ji egzistuoja, ji vadinama tamsiąja medžiaga ir yra visur. Atrodo, kad galaktikos egzistuoja atskirai, tarp jų yra trilijonai kilometrų, bet iš tikrųjų galaktikos yra susijungusios į grupes, galaktikų spiečius. Galaktikų spiečius sudaro superspiečius, kuriuose yra dešimtys tūkstančių galaktikų. Galaktikos ne tik keičiasi, bet ir juda, pasitaiko, kad galaktikos susiduria viena su kita, o vėliau galaktikų susidūrimas trunka milijonus metų ir galiausiai dvi galaktikos susilieja į vieną; Panašūs susidūrimai vyksta visur erdvėje, ir mūsų galaktika nėra išimtis. Mūsų galaktika juda link kitos galaktikos, Andromedos ūko, ir tai nežada nieko gero mūsų galaktikai. Paukščių Takas artėja prie Andromedos 250 000 mylių per valandą greičiu, o tai reiškia, kad po penkių ar šešių milijardų metų mūsų galaktikos nebeliks. Kaip bebūtų keista, kai galaktikos susidurs, jos vis dar yra per toli viena nuo kitos; Tačiau dulkės ir dujos tarp žvaigždžių pradės kaisti, kažkuriuo momentu jos užsidegs, o dvi susiduriančios galaktikos taps baltai karštos. „Žemės“ planetos gyventojams gyvybė atsirado mūsų planetoje tik dėl to, kad mūsų saulės sistema yra dešinėje galaktikos dalyje, jei būtume šiek tiek arčiau centro; išgyveno.
Mūsų galaktika ir daugelis kitų galaktikų visatoje mums kelia aibę klausimų, į kuriuos reikia atsakyti, ir paslapčių, kurių dar niekas neatrado. Būtent galaktikose slypi visatos supratimo raktas.
Galaktikos gimsta, skyla, susiduria ir miršta – tai mokslo pasaulio superžvaigždės.
Mus supanti erdvė – tai ne tik vienišos žvaigždės, planetos, asteroidai ir naktiniame danguje kibirkščiuojančios kometos. Erdvė yra didžiulė sistema, kurioje viskas glaudžiai sąveikauja. Planetos yra sugrupuotos aplink žvaigždes, kurios savo ruožtu susirenka į spiečius arba ūką. Šiuos darinius gali pavaizduoti pavieniai šviesuoliai arba juose gali būti šimtai, tūkstančiai žvaigždžių, sudarydamos didesnio masto universalius darinius – galaktikas. Mūsų žvaigždžių šalis, Paukščių Tako galaktika, yra tik maža dalis didžiulės Visatos, kurioje egzistuoja ir kitos galaktikos.
Visata nuolat juda. Bet kuris objektas erdvėje yra tam tikros galaktikos dalis. Po žvaigždžių juda ir galaktikos, kurių kiekviena turi savo dydį, tam tikrą vietą tankioje visuotinėje tvarkoje ir savo judėjimo trajektoriją.
Kokia yra tikroji Visatos struktūra?
Ilgą laiką žmonijos mokslinės idėjos apie kosmosą buvo kuriamos aplink Saulės sistemos planetas, žvaigždes ir juodąsias skyles, kurios gyvena mūsų žvaigždžių namuose – Paukščių Tako galaktikoje. Bet kuris kitas galaktikos objektas, aptiktas erdvėje naudojant teleskopus, buvo automatiškai įtrauktas į mūsų galaktinės erdvės struktūrą. Atitinkamai, nebuvo minties, kad Paukščių Takas nėra vienintelis universalus darinys.
Ribotos techninės galimybės neleido pažvelgti toliau, už Paukščių Tako, kur, remiantis įprasta išmintimi, prasideda tuštuma. Tik 1920 m. amerikiečių astrofizikas Edvinas Hablas sugebėjo rasti įrodymų, kad Visata yra daug didesnė ir, kartu su mūsų galaktika, šiame didžiuliame ir begaliniame pasaulyje yra ir kitų, didelių ir mažų galaktikų. Nėra tikros Visatos ribos. Kai kurie objektai yra gana arti mūsų, tik keli milijonai šviesmečių nuo Žemės. Kiti, priešingai, yra tolimiausiame Visatos kampelyje, nepastebimi.
Praėjo beveik šimtas metų, o galaktikų skaičius šiandien jau vertinamas šimtais tūkstančių. Atsižvelgiant į tai, mūsų Paukščių Takas atrodo visai ne toks didžiulis, jei ne visai mažas. Šiandien jau buvo atrastos galaktikos, kurių dydžius sunku atlikti net matematinei analizei. Pavyzdžiui, didžiausios galaktikos Visatoje IC 1101 skersmuo yra 6 milijonai šviesmečių ir ją sudaro daugiau nei 100 trilijonų žvaigždžių. Šis galaktikos monstras yra daugiau nei už milijardo šviesmečių nuo mūsų planetos.
Tokio didžiulio darinio, kuris yra Visata pasauliniu mastu, struktūrą vaizduoja tuštuma ir tarpžvaigždiniai dariniai - gijos. Pastarieji savo ruožtu skirstomi į superspiečius, tarpgalaktines spiečius ir galaktikos grupes. Mažiausia šio didžiulio mechanizmo grandis yra galaktika, kuriai atstovauja daugybė žvaigždžių spiečių – ginklų ir dujų ūkų. Daroma prielaida, kad Visata nuolat plečiasi, todėl galaktikos milžinišku greičiu juda kryptimi iš Visatos centro į periferiją.
Jei įsivaizduosime, kad stebime kosmosą iš mūsų Paukščių Tako galaktikos, kuri tariamai yra visatos centre, tai didelio masto Visatos sandaros modelis atrodys taip.
Tamsioji materija – dar vadinama tuštuma, superspiečiai, galaktikų spiečiai ir ūkai – yra Didžiojo sprogimo, žymėjusio Visatos formavimosi pradžią, pasekmės. Per milijardą metų jo struktūra transformuojasi, keičiasi galaktikų forma, kai vienos žvaigždės išnyksta, jas praryja juodosios skylės, o kitos, atvirkščiai, virsta supernovomis, tapdamos naujais galaktikos objektais. Prieš milijardus metų galaktikų išsidėstymas buvo visiškai kitoks nei matome dabar. Vienaip ar kitaip, erdvėje vykstančių nuolatinių astrofizinių procesų fone galime padaryti tam tikras išvadas, kad mūsų Visata neturi pastovios struktūros. Visi kosminiai objektai nuolat juda, keičia savo padėtį, dydį ir amžių.
Iki šiol Hablo teleskopo dėka buvo galima aptikti arčiausiai mūsų esančių galaktikų vietą, nustatyti jų dydžius ir nustatyti vietą mūsų pasaulio atžvilgiu. Astronomų, matematikų ir astrofizikų pastangomis buvo sudarytas Visatos žemėlapis. Buvo nustatytos pavienės galaktikos, tačiau dažniausiai tokie dideli universalūs objektai yra sugrupuoti į grupes po kelias dešimtis. Vidutinis tokios grupės galaktikų dydis yra 1-3 milijonai šviesmečių. Grupėje, kuriai priklauso mūsų Paukščių Takas, yra 40 galaktikų. Be grupių, tarpgalaktinėje erdvėje yra daugybė nykštukinių galaktikų. Paprastai tokie dariniai yra didesnių galaktikų, tokių kaip mūsų Paukščių Takas, Trikampis ar Andromeda, palydovai.
Dar visai neseniai nykštukinė galaktika „Segue 2“, esanti 35 kiloparsekus nuo mūsų žvaigždės, buvo laikoma mažiausia galaktika Visatoje. Tačiau 2018 metais japonų astrofizikai atrado dar mažesnę galaktiką – Mergelę I, kuri yra Paukščių Tako palydovas ir yra 280 tūkstančių šviesmečių atstumu nuo Žemės. Tačiau mokslininkai mano, kad tai nėra riba. Didelė tikimybė, kad egzistuoja daug kuklesnių dydžių galaktikos.
Po galaktikų grupių atsiranda spiečiai, kosminės erdvės sritys, kuriose yra iki šimtų įvairių tipų, formų ir dydžių galaktikų. Klasteriai yra didžiulio dydžio. Paprastai tokio universalaus darinio skersmuo yra keli megaparsekai.
Išskirtinis Visatos sandaros bruožas yra silpnas jos kintamumas. Nepaisant didžiulio greičio, kuriuo galaktikos juda Visatoje, jos visos išlieka vieno klasterio dalimi. Čia veikia dalelių padėties išsaugojimo erdvėje principas, veikiamas tamsiosios medžiagos, susidariusios dėl didžiojo sprogimo. Daroma prielaida, kad šių tamsiosios medžiagos užpildytų tuštumų įtakoje galaktikų spiečiai ir grupės ir toliau juda ta pačia kryptimi milijardus metų, vienas šalia kito.
Didžiausi Visatoje dariniai yra galaktikos superspiečiai, vienijantys galaktikų grupes. Garsiausias superspiečius yra Didžioji klouno siena, universalaus masto objektas, besitęsiantis per 500 milijonų šviesmečių. Šio superspiečiaus storis yra 15 milijonų šviesmečių.
Dabartinėmis sąlygomis erdvėlaiviai ir technologijos neleidžia mums ištirti Visatos iki galo. Galime aptikti tik superspiečius, spiečius ir grupes. Be to, mūsų erdvėje yra milžiniškų tuštumų, tamsiosios medžiagos burbuliukų.
Žingsniai Visatos tyrinėjimo link
Šiuolaikinis Visatos žemėlapis leidžia ne tik nustatyti savo vietą erdvėje. Šiandien dėl turimų galingų radijo teleskopų ir techninių Hablo teleskopo galimybių žmogus sugebėjo ne tik apytiksliai apskaičiuoti galaktikų skaičių Visatoje, bet ir nustatyti jų tipus bei atmainas. Dar 1845 metais britų astronomas Williamas Parsonsas, naudodamas teleskopą dujų debesims tirti, sugebėjo atskleisti galaktikos objektų struktūros spiralinį pobūdį, atkreipdamas dėmesį į tai, kad įvairiose srityse žvaigždžių spiečių ryškumas gali būti didesnis ar mažesnis. .
Prieš šimtą metų Paukščių Takas buvo laikomas vienintele žinoma galaktika, nors kitų tarpgalaktinių objektų buvimas buvo matematiškai įrodytas. Mūsų kosminis kiemas savo pavadinimą gavo senovėje. Senovės astronomai, žiūrėdami į daugybę žvaigždžių naktiniame danguje, pastebėjo būdingą jų buvimo vietą. Pagrindinis žvaigždžių spiečius buvo susitelkęs pagal įsivaizduojamą liniją, primenančią aptaškyto pieno kelią. Paukščių Tako galaktika ir kitos gerai žinomos Andromedos galaktikos dangaus kūnai yra patys pirmieji universalūs objektai, nuo kurių prasidėjo kosmoso tyrimai.
Mūsų Paukščių Take yra visas galaktikos objektų rinkinys, kurį turėtų turėti normali galaktika. Čia yra žvaigždžių spiečių ir grupių, kurių bendras skaičius yra maždaug 250–400 milijardų. Mūsų galaktikoje yra ginklų formuojančių dujų debesų, yra juodųjų skylių ir panašių į mūsų saulės sistemų.
Tuo pačiu metu Paukščių Takas, kaip ir Andromeda ir Trikampis, yra tik nedidelė Visatos dalis, vietinės Mergelės superspiečiaus grupės dalis. Mūsų galaktika yra spiralės formos, kurioje didžioji dalis žvaigždžių spiečių, dujų debesų ir kitų kosminių objektų juda aplink centrą. Išorinės spiralės skersmuo yra 100 tūkstančių šviesmečių. Pagal kosminius standartus Paukščių Takas nėra didelė galaktika, jos masė yra 4,8 x 1011 Mʘ. Mūsų saulė taip pat yra vienoje iš Orion Cygnus šakų. Atstumas nuo mūsų žvaigždės iki Paukščių Tako centro yra 26 000 ± 1 400 šviesmečių. metų.
Ilgą laiką buvo manoma, kad Andromedos ūkas, vienas populiariausių tarp astronomų, yra mūsų galaktikos dalis. Vėlesni šios erdvės dalies tyrimai pateikė nepaneigiamų įrodymų, kad Andromeda yra nepriklausoma galaktika ir daug didesnė už Paukščių Taką. Vaizdai, gauti naudojant teleskopus, parodė, kad Andromeda turi savo branduolį. Čia taip pat yra žvaigždžių spiečių ir yra savų ūkų, judančių spirale. Kiekvieną kartą astronomai bandė pažvelgti į Visatą vis giliau ir giliau, tyrinėdami didžiulius kosmoso plotus. Apskaičiuota, kad šiame universaliame milžine yra 1 trilijonas žvaigždžių.
Edvino Hablo pastangomis pavyko nustatyti apytikslį atstumą iki Andromedos, kuri niekaip negalėjo būti mūsų galaktikos dalimi. Tai buvo pirmoji galaktika, kuri buvo ištirta taip atidžiai. Vėlesni metai atnešė naujų atradimų tarpgalaktinės erdvės tyrinėjimo srityje. Paukščių Tako galaktikos dalis, kurioje yra mūsų saulės sistema, buvo nuodugniau ištirta. Nuo XX amžiaus vidurio tapo aišku, kad, be mūsų Paukščių Tako ir gerai žinomos Andromedos, erdvėje yra daugybė kitų universalaus masto darinių. Tačiau tvarkai reikėjo užsakyti kosminę erdvę. Nors žvaigždes, planetas ir kitus kosminius objektus buvo galima klasifikuoti, padėtis su galaktikomis buvo sudėtingesnė. Tai lėmė milžiniško dydžio tiriamos kosminės erdvės plotai, kuriuos buvo sunku ne tik vizualiai ištirti, bet ir įvertinti žmogaus prigimties lygmeniu.
Galaktikų tipai pagal priimtą klasifikaciją
Hablas buvo pirmasis, žengęs tokį žingsnį, 1962 metais pabandęs logiškai klasifikuoti tuo metu žinomas galaktikas. Klasifikavimas buvo atliktas pagal tiriamų objektų formą. Dėl to Hablas sugebėjo visas galaktikas suskirstyti į keturias grupes:
- labiausiai paplitęs tipas yra spiralinės galaktikos;
- paskui elipsės formos spiralinės galaktikos;
- su galaktikos juosta (baru);
- netaisyklingos galaktikos.
Reikėtų pažymėti, kad mūsų Paukščių Takas yra tipiška spiralinė galaktika, tačiau yra vienas „bet“. Pastaruoju metu buvo atskleistas džemperis – strypas, kuris yra centrinėje darinio dalyje. Kitaip tariant, mūsų galaktika kilusi ne iš galaktikos šerdies, o išteka iš tilto.
Tradiciškai spiralinė galaktika atrodo kaip plokščias spiralės formos diskas, kuriame būtinai yra šviesus centras – galaktikos šerdis. Šių galaktikų Visatoje yra daugiausia ir jos žymimos lotyniška raide S. Be to, spiralinės galaktikos skirstomos į keturis pogrupius – So, Sa, Sb ir Sc. Mažos raidės rodo šviesios šerdies buvimą, ginklų nebuvimą arba, atvirkščiai, tankių ginklų, dengiančių centrinę galaktikos dalį, buvimą. Tokiose rankose yra žvaigždžių sankaupos, žvaigždžių grupės, apimančios mūsų Saulės sistemą, ir kiti kosminiai objektai.
Pagrindinis šio tipo bruožas yra lėtas sukimasis aplink centrą. Paukščių takas užbaigia revoliuciją aplink savo centrą kas 250 milijonų metų. Arčiau centro esančios spiralės daugiausia susideda iš senų žvaigždžių sankaupų. Mūsų galaktikos centras yra juodoji skylė, aplink kurią vyksta visas pagrindinis judėjimas. Tako ilgis, šiuolaikiniais skaičiavimais, yra 1,5-25 tūkstančiai šviesmečių centro link. Savo egzistavimo metu spiralinės galaktikos gali susilieti su kitais mažesniais universaliais dariniais. Tokių susidūrimų ankstesniais laikotarpiais įrodymas yra žvaigždžių ir spiečių halų buvimas. Panaši teorija remiasi spiralinių galaktikų susidarymo teorija, susidariusia susidūrus dviem kaimynystėje esančioms galaktikoms. Susidūrimas negalėjo praeiti be pėdsakų, suteikdamas bendrą sukimosi impulsą naujam dariniui. Šalia spiralinės galaktikos yra nykštukinė galaktika, viena, dvi ar kelios iš karto, kurios yra didesnio darinio palydovai.
Savo struktūra ir sudėtimi artimos spiralinėms galaktikoms yra elipsinės spiralinės galaktikos. Tai didžiuliai, didžiausi universalūs objektai, įskaitant daugybę superspiečių, spiečių ir žvaigždžių grupių. Didžiausiose galaktikose žvaigždžių skaičius viršija dešimtis trilijonų. Pagrindinis skirtumas tarp tokių darinių yra labai išplėsta erdvė erdvėje. Spiralės yra išdėstytos elipsės pavidalu. Elipsinė spiralinė galaktika M87 yra viena didžiausių Visatoje.
Baruotos galaktikos yra daug rečiau paplitusios. Jie sudaro maždaug pusę visų spiralinių galaktikų. Skirtingai nuo spiralinių darinių, tokios galaktikos kyla iš tilto, vadinamo juosta, kuris teka iš dviejų ryškiausių žvaigždžių, esančių centre. Ryškus tokio darinio pavyzdys yra mūsų Paukščių Tako ir Didžiojo Magelano debesies galaktika. Anksčiau šis darinys buvo klasifikuojamas kaip netaisyklingos galaktikos. Džemperio išvaizda šiuo metu yra viena iš pagrindinių šiuolaikinės astrofizikos tyrimų sričių. Remiantis viena versija, netoliese esanti juodoji skylė siurbia ir sugeria dujas iš kaimyninių žvaigždžių.
Gražiausios galaktikos Visatoje yra spiralinių ir netaisyklingų galaktikų tipai. Viena gražiausių yra Sūkurio galaktika, esanti dangaus žvaigždyne Canes Venatici. Tokiu atveju aiškiai matomas galaktikos centras ir ta pačia kryptimi besisukančios spiralės. Netaisyklingos galaktikos – tai chaotiškai išsidėstę žvaigždžių superspiečiai, neturintys aiškios struktūros. Ryškus tokio darinio pavyzdys yra NGC 4038 pažymėta galaktika, esanti Varno žvaigždyne. Čia, kartu su didžiuliais dujų debesimis ir ūkais, galite pamatyti visišką erdvės objektų išdėstymo tvarkos trūkumą.
Išvados
Galite tyrinėti Visatą be galo. Kiekvieną kartą, atsiradus naujoms techninėms priemonėms, žmogus pakelia erdvės šydą. Galaktikos yra labiausiai žmogaus protu nesuvokiami objektai kosminėje erdvėje tiek psichologiniu, tiek moksliniu požiūriu.
Jei turite klausimų, palikite juos komentaruose po straipsniu. Mes arba mūsų lankytojai mielai į juos atsakys
Daugelis šiandien žinomų faktų atrodo tokie pažįstami ir pažįstami, kad sunku įsivaizduoti, kaip anksčiau gyvenome be jų. Tačiau mokslinės tiesos dažniausiai atsirado ne žmonijos aušroje. Tai daugiausia susiję su žiniomis apie kosmosą. Ūkų, galaktikų ir žvaigždžių tipai šiandien žinomi beveik visiems. Tuo tarpu kelias į šiuolaikinį supratimą buvo gana ilgas. Žmonės ne iš karto suprato, kad planeta yra Saulės sistemos dalis, o galaktikos dalis. Galaktikų tipai astronomijoje pradėti tyrinėti dar vėliau, kai buvo suprasta, kad Paukščių Takas nėra vienas ir Visata juo neapsiriboja. taip pat bendros žinios apie kosmosą už „pieno kelio“ ribų tapo Edvinu Hablas. Jo tyrimų dėka šiandien daug žinome apie galaktikas.
Galaktikų tipai Visatoje
Hablas tyrinėjo ūkus ir įrodė, kad daugelis jų yra dariniai, panašūs į Paukščių Taką. Remdamasis surinkta medžiaga, jis apibūdino, kaip atrodo galaktika ir kokių tipų panašūs kosminiai objektai egzistuoja. Hablas išmatavo atstumus iki kai kurių iš jų ir pasiūlė savo klasifikaciją. Mokslininkai ją naudoja ir šiandien.
Jis suskirstė visas daugybę Visatos sistemų į 3 tipus: elipsines, spiralines ir netaisyklingas galaktikas. Kiekvieną tipą aktyviai tiria astronomai visame pasaulyje.
Visatos dalis, kurioje yra Žemė, Paukščių Takas, priklauso „spiralinės galaktikos“ tipui. Galaktikų tipai nustatomi pagal jų formų skirtumus, kurie turi įtakos tam tikroms objektų savybėms.
Spiralė
Galaktikų tipai nėra vienodai pasiskirstę visoje Visatoje. Šiuolaikiniais duomenimis, spiralės formos yra labiau paplitusios nei kitos. Be Paukščių Tako, šis tipas apima Andromedos ūką (M31) ir galaktiką (M33). Tokie objektai turi lengvai atpažįstamą struktūrą. Jei pažvelgsite iš šono, kaip atrodo tokia galaktika, vaizdas iš viršaus primins koncentrinius apskritimus, besidriekiančius per vandenį. Spiralinės rankos spinduliuoja iš sferinio centrinio iškilimo, vadinamo iškilimu. Tokių šakų skaičius svyruoja – nuo 2 iki 10. Visas diskas su spiralinėmis svirtimis yra išretėjusiame žvaigždžių debesyje, kuris astronomijoje vadinamas „aureole“. Galaktikos šerdis yra žvaigždžių spiečius.
Potipiai
Astronomijoje spiralinėms galaktikoms žymėti naudojama raidė S.
Galaxy Sa: rankos tvirtai susuktos, lygios ir neformuotos, iškilimas ryškus ir ištiestas;
galaktika Sb: rankos galingos, aiškios, iškilimas ne toks ryškus;
galaxy Sc: rankos yra gerai išvystytos, turi nelygų struktūrą, išsipūtimas blogai matomas.
Be to, kai kurios spiralinės sistemos turi centrinį, beveik tiesų tiltelį (vadinamą „baru“). Šiuo atveju prie galaktikos pavadinimo pridedama raidė B (Sba arba Sbc).
Formavimas
Atrodo, kad spiralinių galaktikų susidarymas panašus į bangų atsiradimą, atsitrenkus į vandens paviršių akmeniui. Mokslininkų teigimu, tam tikras postūmis lėmė rankovių atsiradimą. Pačios spiralės šakos reiškia padidėjusio medžiagos tankio bangas. Stūmimo pobūdis gali būti skirtingas, vienas iš variantų – judėjimas į žvaigždes.
Spiralinės rankos yra jaunos žvaigždės ir neutralios dujos (pagrindinis elementas yra vandenilis). Jie guli galaktikos sukimosi plokštumoje, todėl ji primena suplotą diską. Tokių sistemų centre taip pat galimas jaunų žvaigždžių formavimasis.
Artimiausias kaimynas
Andromedos ūkas yra spiralinė galaktika: vaizdas iš viršaus atskleidžia keletą ginklų, kylančių iš bendro centro. Iš Žemės jis plika akimi matomas kaip neryški, miglota vieta. Mūsų galaktikos kaimynas yra šiek tiek didesnis: 130 tūkstančių šviesmečių skersmuo.
Nors Andromedos ūkas yra arčiausiai Paukščių Tako esanti galaktika, atstumas iki jo yra didžiulis. Per jį keliauti reikia dviejų milijonų metų. Šis faktas puikiai paaiškina, kodėl skrydžiai į kaimyninę galaktiką kol kas įmanomi tik mokslinės fantastikos knygose ir filmuose.
Elipsinės sistemos
Dabar panagrinėkime kitas galaktikų rūšis. Elipsinės sistemos nuotrauka aiškiai parodo jos skirtumą nuo spiralinės sistemos. Tokia galaktika neturi ginklų. Tai atrodo kaip elipsė. Tokios sistemos gali būti suspaustos įvairiais laipsniais ir gali būti kažkas panašaus į objektyvą arba sferą. Šaltų dujų tokiose galaktikose praktiškai nėra. Įspūdingiausi šio tipo atstovai pripildyti išretintų karštų dujų, kurių temperatūra siekia milijoną laipsnių ir daugiau.
Išskirtinis daugelio elipsinių galaktikų bruožas yra jų rausvas atspalvis. Ilgą laiką astronomai manė, kad tai yra tokių sistemų senumo ženklas. Manoma, kad juos daugiausia sudaro senos žvaigždės. Tačiau pastarųjų dešimtmečių tyrimai parodė šios prielaidos klaidingumą.
Išsilavinimas
Ilgą laiką egzistavo kita hipotezė, susijusi su elipsinėmis galaktikomis. Jie buvo laikomi pačiais pirmaisiais, kurie atsirado netrukus po Didžiojo sprogimo. Šiandien ši teorija laikoma pasenusia. Prie jos paneigimo labai prisidėjo vokiečių astronomai Alaras ir Jurijus Thumre, taip pat amerikiečių mokslininkas Francois Schweizeris. Jų tyrimai ir pastarųjų metų atradimai patvirtina kitos hipotezės – hierarchinio vystymosi modelio – teisingumą. Pagal ją iš gana mažų susidarė didesnės struktūros, tai yra, galaktikos susidarė ne iš karto. Prieš jų atsiradimą susiformavo žvaigždžių spiečiai.
Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, dėl susijungimo iš spiralės formos ginklų buvo suformuotos elipsinės sistemos. Vienas iš to patvirtinančių dalykų yra didelis „susuktų“ galaktikų skaičius, stebimas atokiose erdvės vietose. Priešingai, artimiausiuose regionuose pastebimai didesnė elipsinių sistemų koncentracija, kurios gana ryškios ir išsiplėtusios.
Simboliai
Elipsinės galaktikos taip pat gavo savo pavadinimus astronomijoje. Jie naudoja simbolį „E“ ir skaičius nuo 0 iki 6, kurie nurodo sistemos išlyginimo laipsnį. E0 yra beveik taisyklingos sferinės formos galaktikos, o E6 yra plokščiiausios.
Įniršę patrankų sviediniai
Elipsinės galaktikos apima sistemas NGC 5128 iš Kentauro žvaigždyno ir M87, esančias Mergelėje. Jų ypatybė yra galinga radijo spinduliuotė. Astronomai pirmiausia domisi tokių galaktikų centrinės dalies sandara. Rusijos mokslininkų stebėjimai ir Hablo teleskopo tyrimai rodo gana didelį aktyvumą šioje zonoje. 1999 metais amerikiečių astronomai gavo duomenis apie elipsinės galaktikos NGC 5128 (Kentauro žvaigždyno) šerdį. Ten, nuolat judant, aplink centrą sukasi didžiulės karštų dujų masės, galbūt juodoji skylė. Tikslių duomenų apie tokių procesų pobūdį kol kas nėra.
Netaisyklingos formos sistemos
Jis taip pat yra Didžiajame Magelano debesyje. Čia mokslininkai atrado nuolatinio žvaigždžių formavimosi regioną. Kai kurioms ūką sudarančioms žvaigždėms yra tik du milijonai metų. Be to, čia stovi ir įspūdingiausia 2011 metais atrasta žvaigždė – RMC 136a1. Jo masė yra 256 saulės.
Sąveika
Pagrindiniai galaktikų tipai apibūdina šių kosminių sistemų elementų formos ir išsidėstymo ypatybes. Tačiau ne mažiau įdomus yra jų sąveikos klausimas. Ne paslaptis, kad visi kosminiai objektai nuolat juda. Galaktikos nėra išimtis. Galaktikų tipai, bent kai kurie jų atstovai, gali susidaryti dviejų sistemų susiliejimo ar susidūrimo procese.
Jei prisiminsime, kas yra tokie objektai, paaiškėja, kaip jų sąveikos metu vyksta didelio masto pokyčiai. Susidūrimo metu išsiskiria didžiulis energijos kiekis. Įdomu tai, kad kosmoso platybėse tokie įvykiai net labiau tikėtini nei dviejų žvaigždžių susitikimas.
Tačiau galaktikų „bendravimas“ ne visada baigiasi susidūrimu ir sprogimu. Maža sistema gali pereiti per savo didįjį brolį, sutrikdydama jos struktūrą. Taip susidaro formacijos, panašios į pailgintus koridorius. Jie susideda iš žvaigždžių ir dujų ir dažnai tampa naujų šviesulių formavimosi zonomis. Tokių sistemų pavyzdžiai yra gerai žinomi mokslininkams. Viena iš jų yra Kartelio galaktika Skulptoriaus žvaigždyne.
Kai kuriais atvejais sistemos nesusiduria, o prasilenkia viena su kita arba tik šiek tiek liečiasi. Tačiau, nepaisant sąveikos laipsnio, tai lemia rimtus abiejų galaktikų struktūros pokyčius.
Ateitis
Remiantis mokslininkų prielaidomis, gali būti, kad po kurio laiko, gana ilgo laiko, Paukščių Takas sugers artimiausią palydovą – palyginti neseniai atrastą, kosminiais standartais mažytę sistemą, esančią 50 šviesmečių atstumu nuo mūsų. Tyrimų duomenys rodo įspūdingą šio palydovo gyvavimo trukmę, kuri greičiausiai pasibaigs jam susijungus su didesniu kaimynu.
Susidūrimas yra galima Paukščių Tako ir Andromedos galaktikos ateitis. Dabar didžiulį kaimyną nuo mūsų skiria apie 2,9 mln. šviesmečių. Dvi galaktikos artėja viena prie kitos 300 km/s greičiu. Tikėtinas susidūrimas, pasak mokslininkų, įvyks po trijų milijardų metų. Tačiau šiandien niekas tiksliai nežino, ar tai įvyks, ar galaktikos tik šiek tiek palies viena kitą. Prognozavimui nėra pakankamai duomenų apie abiejų objektų judėjimo charakteristikas.
Šiuolaikinė astronomija išsamiai tiria tokias kosmines struktūras kaip galaktikos: galaktikų tipus, sąveikos ypatybes, jų skirtumus ir panašumus, ateitį. Šioje srityje dar daug kas neaišku ir reikalauja papildomų tyrimų. Galaktikų struktūros tipai yra žinomi, tačiau nėra tikslaus supratimo apie daugelį detalių, susijusių, pavyzdžiui, su jų formavimu. Tačiau dabartinis žinių ir technologijų tobulėjimo tempas leidžia tikėtis reikšmingų proveržių ateityje. Bet kokiu atveju galaktikos nenustos būti daugelio tyrimų centru. Ir tai susiję ne tik su visiems žmonėms būdingu smalsumu. Duomenys apie kosminius modelius ir gyvybę leidžia numatyti mūsų Visatos dalies, Paukščių Tako galaktikos, ateitį.
