Что такое вселенная галактика: Современное понятие о Вселенной — урок. География, 5 класс.

СКОЛЬКО ВСЕЛЕННЫХ ВО ВСЕЛЕННОЙ? | Наука и жизнь

Вглядитесь в недостижимые ранее глубины Вселенной.

Любознательный пилигрим добрался до «края света» и пытается увидеть: а что же там, за краем?

Иллюстрация к гипотезе рождения метагалактик из распадающегося гигантского пузыря. Пузырь вырос до огромных размеров на стадии стремительного «раздувания» Вселенной. (Рисунок из журнала «Земля и Вселенная».)

Не правда ли, странное название статьи? Разве Вселенная не одна? К концу ХХ века выяснилось, что картина мироздания неизмеримо сложнее той, которая представлялась совершенно очевидной сто лет назад. Ни Земля, ни Солнце, ни наша Галактика не оказались центром Вселенной. На смену геоцентрической, гелиоцентрической и галактоцентрической системам мира пришло представление о том, что мы живем в расширяющейся Метагалактике (наша Вселенная). В ней бесчисленное множество галактик.

Каждая, как и наша, состоит из десятков или даже сотен миллиардов звезд-солнц. И нет никакого центра. Обитателям каждой из галактик лишь кажется, что именно от них во все стороны разбегаются другие звездные острова. Несколько десятилетий назад астрономы могли лишь предполагать, что где-то существуют планетные системы, подобные нашей Солнечной. Сейчас — с высокой степенью достоверности называют ряд звезд, у которых обнаружены «протопланетные диски» (из них когда-нибудь сформируются планеты), и уверенно говорят об открытии нескольких планетных систем.

Процесс познания Вселенной бесконечен. И чем дальше, тем все более дерзкие, порой кажущиеся совершенно фантастическими, задачи ставят перед собой исследователи. Так почему же не предположить, что астрономы откроют когда-нибудь другие вселенные? Ведь вполне вероятно, что наша Метагалактика — это не вся Вселенная, а только какая-то ее часть…

Едва ли современные астрономы и даже астрономы очень далекого будущего смогут когда-нибудь увидеть собственными глазами другие вселенные. И все же наука уже сейчас располагает некоторыми данными о том, что наша Метагалактика может оказаться одной из множества мини-вселенных.

Вряд ли кто-нибудь сомневается в том, что жизнь и разум могут возникнуть, существовать и развиваться лишь на определенном этапе эволюции Вселенной. Трудно вообразить, что какие-то формы жизни появились раньше, чем звезды и движущиеся вокруг них планеты. Да и не всякая планета, как мы знаем, пригодна для жизни. Необходимы определенные условия: довольно узкий интервал температур, состав воздуха, пригодный для дыхания, вода… В Солнечной системе в таком «поясе жизни» оказалась Земля. А наше Солнце, вероятно, расположено в «поясе жизни» Галактики (на определенном расстоянии от ее центра).

Таким образом сфотографировано много чрезвычайно слабых (по блеску) и далеких галактик. У наиболее ярких из них удалось рассмотреть некоторые подробности: структуру, особенности строения. Блеск самых слабых из получившихся на снимке галактик — 27,5m, а точечные объекты (звезды) еще слабее (до 28,1m)! Напомним, что невооруженным глазом люди с хорошим зрением и при самых благоприятных условиях наблюдения видят звезды примерно 6m (это в 250 миллионов раз более яркие объекты, чем те, у которых блеск 27

m).
Создаваемые ныне подобные наземные телескопы по своим возможностям уже сравнимы с возможностями космического телескопа Хаббла, а в чем-то даже превосходят их.
А какие условия нужны для того, чтобы возникли звезды и планеты? Прежде всего, это связано с такими фундаментальными физическими константами, как постоянная тяготения и константы других физических взаимодействий (слабого, электромагнитного и сильного). Численные значения этих констант физикам хорошо известны. Даже школьники, изучая закон всемирного тяготения, знакомятся с константой (постоянной) тяготения.
Студенты из курса общей физики узнают и о константах трех других видов физического взаимодействия.

Сравнительно недавно астрофизики и специалисты в области космологии осознали, что именно существующие значения констант физических взаимодействий необходимы, чтобы Вселенная была такой, какая она есть. При других физических константах Вселенная была бы совершенно иной. Например, время жизни Солнца могло быть всего 50 миллионов лет (этого слишком мало для возникновения и развития жизни на планетах). Или, скажем, если бы Вселенная состояла только из водорода или только из гелия — это тоже сделало бы ее совершенно безжизненной. Варианты Вселенной с иными массами протонов, нейтронов, электронов никак не подходят для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Расчеты убеждают: элементарные частицы нам нужны именно такие, какие они есть! И размерность пространства имеет фундаментальное значение для существования как планетных систем, так и отдельных атомов (с движущимися вокруг ядер электронами).

Мы живем в трехмерном мире и не могли бы жить в мире с большим или меньшим числом измерений.

Получается, что во Вселенной все будто «подогнано» так, чтобы жизнь в ней могла появиться и развиваться! Мы, конечно, нарисовали очень упрощенную картину, потому что в возникновении и развитии жизни огромную роль играют не только физика, но и химия, и биология. Впрочем, при иной физике иными могли бы стать и химия, и биология…

Все эти рассуждения приводят к тому, что в философии называют антропным принципом. Это попытка рассматривать Вселенную в «человекомерном» измерении, то есть с точки зрения его существования. Сам по себе антропный принцип не может объяснить, почему Вселенная такова, какой мы ее наблюдаем. Но он в какой-то степени помогает исследователям формулировать новые задачи. Например, удивительную «подгонку» фундаментальных свойств нашей Вселенной можно рассматривать как обстоятельство, свидетельствующее об уникальности нашей Вселенной.

А отсюда, похоже, один шаг до гипотезы о существовании совершенно других вселенных, миров, абсолютно не похожих на наш. И их число в принципе может быть неограниченно огромным.

Теперь попробуем приблизиться к проблеме существования других вселенных с позиций современной космологии, науки, изучающей Вселенную как целое (в отличие от космогонии, которая исследует происхождение планет, звезд, галактик).

Вспомните, открытие того, что Метагалактика расширяется, почти сразу же привело к гипотезе о Большом взрыве (см. «Наука и жизнь» № 2, 1998 г.). Считается, что он произошел примерно 15 миллиардов лет назад. Очень плотное и горячее вещество проходило одну за другой стадии «горячей Вселенной». Так, через 1 миллиард лет после Большого взрыва из образовавшихся к тому времени облаков водорода и гелия стали возникать «протогалактики» и в них — первые звезды. Гипотеза «горячей Вселенной» основывается на расчетах, позволяющих проследить историю ранней Вселенной начиная буквально с первой секунды.

Вот что об этом писал наш известный физик академик Я. Б. Зельдович: «Теория Большого взрыва в настоящий момент не имеет сколько-нибудь заметных недостатков. Я бы даже сказал, что она столь же надежно установлена и верна, сколь верно, что Земля вращается вокруг Солнца. Обе теории занимали центральное место в картине мироздания своего времени, и обе имели много противников, утверждавших, что новые идеи, заложенные в них, абсурдны и противоречат здравому смыслу. Но подобные выступления не в состоянии препятствовать успеху новых теорий».

Это было сказано в начале 80-х годов, когда уже делались первые попытки существенно дополнить гипотезу «горячей Вселенной» важной идеей о том, что происходило в первую секунду «творения», когда температура была выше 10

28 К. Сделать еще один шаг к «самому началу» удалось благодаря новейшим достижениям физики элементарных частиц. Именно на стыке физики и астрофизики стала развиваться гипотеза «раздувающейся Вселенной» (см. «Наука и жизнь» № 8, 1985 г.). По своей необычности гипотеза «раздувающейся Вселенной» может быть вполне отнесена к числу самых «сумасшедших». Однако из истории науки известно, что именно такие гипотезы и теории нередко становятся важными вехами на пути развития науки.

Суть гипотезы «раздувающейся Вселенной» в том, что в «самом начале» Вселенная чудовищно быстро расширялась. За какие-нибудь 10-32 с размер рождающейся Вселенной вырос не в 10 раз, как это полагалось бы при «нормальном» расширении, а в 1050 или даже в 101000000 раз. Расширение происходило ускоренно, а энергия в единице объема оставалась неизменной. Ученые доказывают, что начальные моменты расширения происходили в «вакууме». Слово это здесь поставлено в кавычках, поскольку вакуум был не обычным, а ложным, ибо трудно назвать обычным «вакуум» плотностью10 77 кг/м3! Из такого ложного (или физического) вакуума, обладавшего удивительными свойствами (например, отрицательным давлением), могла образоваться не одна, а множество метагалактик (в том числе, конечно, и наша). И каждая из них — это мини-вселенная со своим набором физических констант, своей структурой и другими присущими ей особенностями (подробнее об этом см. «Земля и Вселенная» № 1, 1989 г.).

Но где же эти «родственники» нашей Метагалактики? По всей вероятности, они, как и наша Вселенная, образовались в результате «раздувания» домен («домены» от французского domaine — область, сфера), на которые немедленно разбилась очень ранняя Вселенная. Поскольку каждая такая область раздулась до размеров, превышающих нынешний размер Метагалактики, то их границы удалены одна от другой на огромные расстояния. Возможно, ближайшая из мини-вселенных находится от нас на расстоянии порядка 1035 световых лет. Напомним, что размер Метагалактики «всего» 1010 световых лет! Получается, что не рядом с нами, а где-то очень-очень далеко друг от друга существуют иные, вероятно, совершенно диковинные, по нашим понятиям, миры. ..

Итак, возможно, что мир, в котором мы живем, значительно сложнее, чем предполагалось до сих пор. Вполне вероятно, что он состоит из бесчисленного множества вселенных во Вселенной. Об этой Большой Вселенной, сложной, удивительно многообразной, мы пока практически ничего не знаем. Но одно все-таки, кажется, знаем. Какими бы ни были далекие от нас другие мини-миры, каждый из них реален. Они не вымышлены, подобно некоторым модным ныне «параллельным» мирам, о которых сейчас нередко толкуют люди, далекие от науки.

Ну, а что же все-таки, в конце концов, получается? Звезды, планеты, галактики, метагалактики все вместе занимают лишь самое крошечное место в безграничных просторах чрезвычайно разреженного вещества… И больше во Вселенной ничего нет? Уж слишком просто… В это как-то даже трудно поверить.

И астрофизики уже давно что-то ищут во Вселенной. Наблюдения свидетельствуют о существовании «скрытой массы», какой-то невидимой «темной» материи. Ее нельзя увидеть даже в самый мощный телескоп, но она проявляет себя своим гравитационным воздействием на обычное вещество. Еще совсем недавно астрофизики предполагали, что в галактиках и в пространстве между ними такой скрытой материи примерно столько же, сколько и наблюдаемого вещества. Однако в последнее время многие исследователи пришли к еще более сенсационному выводу: «нормального» вещества в нашей Вселенной — не более пяти процентов, остальное — «невидимки».

Предполагают, что из них 70 процентов - это равномерно распределенные в пространстве квантомеханические, вакуумные структуры (именно они обусловливают расширение Метагалактики), а 25 процентов — различные экзотические объекты. Например, черные дыры малой массы, почти точечные; очень протяженные объекты — «струны»; доменные стенки, о которых уже мы упоминали. Но кроме таких объектов «скрытую» массу могут составлять целые классы гипотетических элементарных частиц, например «зеркальных частиц». Известный российский астрофизик академик РАН Н. С. Кардашев (когда-то очень давно мы с ним оба были активными членами астрономического кружка при Московском планетарии) предполагает, что из «зеркальных частиц» может состоять невидимый нами «зеркальный мир» со своими планетами и звездами. А вещества в «зеркальном мире» примерно в пять раз больше, чем в нашем. Оказывается, у ученых есть некоторые основания предполагать, что «зеркальный мир» как бы пронизывает наш. Вот только найти его пока не удается.

Идея почти сказочная, фантастическая. Но как знать, может быть, кто-нибудь из вас — нынешних любителей астрономии — станет исследователем в грядущем ХХI веке и сумеет раскрыть тайну «зеркальной Вселенной».

Публикации по теме в «Науке и жизни»

Шульга В. Космические линзы и поиск темного вещества во Вселенной. — 1994, № 2.

Ройзен И. Вселенная между мгновением и вечностью. — 1996, №№ 11, 12.

Сажин М., Шульга В. Загадки космических струн. — 1998, № 4.

Гравитационная линза помогла разглядеть одну из первых галактик Вселенной — Наука

ТАСС, 29 декабря. Орбитальный телескоп XMM-Newton вперые сделал рентгеновские снимки галактики J0439+1634 – одного из самых ярких и крупных объектов ранней Вселенной. Описание снимков ученые опубликовали на arXiv.

«Снимки показали, что яркость этой галактики в рентгеновском диапазоне примерно в 18 раз меньше ожидаемой. Это позволяет выделить ее в отдельный класс квазаров – активных галактик, которые существовали в первые эпохи существования Вселенной», – пишут ученые.

Галактика J0439+1634 находится в созвездии Тельца. Ученые обнаружили ее благодаря тому, что свет J0439+1634 примерно в 50 раз усилила гравитационная линза. В центре этой галактики находится одна из самых крупных сверхмассивных черных дыр: в первый миллион лет после Большого взрыва она была примерно в 430 млн. раз тяжелее Солнца. 

В новом исследовании астрономы под руководством профессора Университета штата Аризона в Тусоне Фаня Сяохуэя получили первые снимки J0439+1634 в рентгеновском диапазоне. По словам исследователей, их изучение позволит выяснить, какую роль сверхмассивные черные дыры играли в процессе реионизации Вселенной.

Астрономы уже много десятилетий пытаются узнать это, наблюдая за самыми яркими галактиками времен «юности» Вселенной. До недавнего времени ученым не удавалось получить подобных данных, так как вырабатываемое древними галактиками рентгеновское излучение быстро затухает по мере движения через космос.

Однако рентгеновское излучение J0439+1634 могла усилить гравитационная линза, причем так, чтобы его заметили телескопы на околоземной орбите. Руководствуясь этой идеей, астрономы направили в сторону этой галактики телескоп XMM-Newton и наблюдали за ней полторая дня. В результате Фань Сяохуэй и его коллеги не только смогли уловить рентгеновское излучение J0439+1634, но и впервые проанализировали его спектр и выяснили некоторые ранее неизвестные особенности объекта.

В частности, оказалось, что сверхмассивная черная дыра в центре J0439+1634 ведет себя не так, как это делают ее аналоги в более близких к нам галактиках. Оказалось, что она вырабатывает примерно в 18 раз меньше рентгеновского излучения, чем ожидали увидеть ученые, опираясь на данные по яркости ее свечения в оптическом диапазоне.

Эта особенность позволяет выделить J0439+1634 в особый класс галактик с необычно низкой интенсивностью рентгеновского излучения. Астрономы пока не могут сказать, с чем это связано, однако они предполагают, что центр J0439+1634 окружает особо плотное облако из газа и пыли, поглощающее рентгеновское излучение. Ученые надеются, что узнают причину этого в ходе дальнейших наблюдений и заодно поймут, как эта особенность древних галактик влияла на реионизацию Вселенной.

Найдена самая большая спиральная галактика во Вселенной

infuture.ru
Источник: www.infuture.ru

Астрономы обнаружили самую большую спиральную галактику во Вселенной, которая по приблизительным оценкам в пять раз больше, чем галактика Млечный путь.

Обладательницей этого титула стала спиральная галактика с перемычкой NGC 6872, расположенная на расстоянии 212 миллионов световых лет в созвездии Павлина. Расстояние между двумя огромными спиральными рукавами галактики составляет 522 000 световых лет (тогда как в галактике Млечный путь всего 100 000 световых лет ).

Ранее учёные признавали факт, касающийся огромнейших размеров NGC 6872. Но только сейчас, после тщательного изучения данных, полученных от различных инструментов, включая космический аппарат GALEX или Galaxy Evolution Explorer («Исследователь эволюции галактик»), она смогла занять первое место среди всех известных спиральных галактик.

Рафаэль Эуфразио (Rafael Eufrasio) из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА сказал:«Без способности GALEX обнаруживать ультрафиолетовое излучение самых молодых, горячих звёзд, мы никогда бы не смогли увидеть, насколько далеко простирается эта звёздная система».

Результаты исследования были представлены на 221 встрече Американского астрономического общества, Калифорния.

Огромные размеры NGC 6872 можно объяснить взаимодействием с соседней галактикой IC 4970, масса которой составляет лишь 20 процентов от массы NGC 6872. Компьютерное моделирование позволило предположить, что максимальное сближение IC 4970 произошло около 130 миллионов лет назад, что вызвало всплеск активности в некоторых частях NCG 6872.

Профессор астрономии Duilia de Mello отмечает: «Северовосточный рукав NCG 6872 является активной областью звёздообразования, но из-за его удалённости его можно увидеть только в ультрафиолетовом диапазоне»

Перемычка, которая связывает рукава галактики с центральными районами, также огромна. Радиус её около 26 000 световых лет, это примерно в два раза больше, чем перемычки соседних спиральных галактик.

Вселенная

  • Вселенная включает в себя все, что мы видим вокруг, — это и Земля, и планеты, и Солнце, и звезды, и галактики, и живые организмы, населяющие Землю, и неодушевленные скалы.
  • Расстояния во Вселенной астрономические. От Земли до Луны примерно 384 400 км, а до Солнца — 149 600 000 км.
  • Вселенная постоянно расширяется. Она как воздушный шар, на который нанесены точки. Шар надувают, и чем больше становится объем шара, тем дальше удаляются друг от друга точки на его поверхности.

Как возникла Вселенная.

Сегодня ученые считают, что возраст Вселенной 13,7 млрд лет.

Тогда, миллиарды лет назад, все, что мы видим вокруг, и воздух, которым мы дышим, и звезды, и живые организмы, и неодушевленные скалы, было сосредоточено в невообразимо малом сгустке.

Этот сгусток можно представить себе в виде яйца, наполненного теплом и энергией.

Внезапно он начал стремительно расширяться, и произошел невероятной силы взрыв, который называют Большим взрывом.

Он сопровождался выделением огромного количества энергии.

Через несколько секунд отдельные сгустки энергии превратились в мельчайшие частицы, из которых образовались атомы.

Почему процесс образования Вселенной называют Большим взрывом?

Среди астрономов, как и среди прочих людей, много шутников.

Когда Жорж Леметр опубликовал свою теорию возникновения Вселенной, коллеги бельгийского ученого сочли идею о сверхплотном сгустке вещества, который начал расширяться в результате колоссального взрыва, удачным поводом для насмешек, обозвав ее «Big Bang», что можно перевести и как «большой ба-бах!».

Каких размеров Вселенная?

Масштабы наблюдаемой Вселенной огромны.

Земля — это маленькая частичка Солнечной системы.

Солнечная система — небольшая часть другой большой системы — галактики.

Наша Галактика Млечный Путь в свою очередь — малая часть более крупной системы.

Обычные единицы измерения расстояний — метры и километры — для Вселенной непригодны.

При изучении Солнечной системы используется астрономическая единица: 1 а. е. = 149 млн км, а за пределами Солнечной системы — световой год.

Он равен расстоянию, которое свет проходит за год, т. е. около 10 трлн км.

 

В XX в. благодаря применению гигантских телескопов астрономы пришли к выводу: расстояния между галактиками постоянно увеличиваются.

И дело здесь не в природе галактик — сама Вселенная непрерывно расширяется!

Как выглядела Вселенная до Большого взрыва?

Согласно теории Большого взрыва до него ничего вообще не существовало, даже время.

Это кажется невероятным, но вопрос о том, что происходило до возникновения Вселенной, не имеет смысла: поскольку не существовало время, то само слово «до» оказывается лишенным смысла.

Вот так ловко устроились ученые, вообще отказавшись рассматривать этот вопрос.

Невероятно!

  • Ближайшая к Земле звезда после Солнца находится на расстоянии более четырех световых лет, т.е. около 40 трлн километров.
  • Наша галактика — Млечный путь — насчитывает 100 миллиардов звезд, а это лишь одна из миллионов галактик!

Почему некоторые звезды светят ярче?

Все зависит от размера и удаленности звезд от Земли.

Как правило, чем ближе к нашей планете расположены звезды, тем ярче они светят.

Как называется наша Галактика?

Галактика, в которой мы живем, называется Млечный Путь из-за белого как молоко звездного шлейфа, мерцающего на небе.

Почему в космоса темно?

Во Вселенной нет ничего, что отражало бы световые лучи.

Над Землей голубое небо благодаря атмосфере, которая рассеивает главным образом синюю часть спектра солнечных лучей.

Почему черные дыры заглатывают все, что оказывается вблизи них?

Черная дыра — это след стремительно сжимающейся гигантской звезды.

Своим сходством с гигантскими пылесосами черные дыры обязаны полю тяготения, настолько мощному, что даже свет не в силах преодолеть его.

Почему на небе есть созвездия?

Мы называем созвездиями группы ярких звезд, образующие определенную композицию.

В прежние времена путешественники и мореплаватели использовали их как ориентиры для определения своего положения на Земле и на море.

Почему у галактик такие разные формы?

Галактики бывают спиральные, вроде Млечного Пути, которые при наблюдении «с ребра» напоминают две яичницы-глазуньи, соединенные нижними сторонами.

Бывают галактики эллиптические, по форме напоминающие футбольный мяч или мяч для регби.

Неправильные галактики — это бесформенные массы звезд всех возрастов, газа и пыли.

Форма галактики зависит от характера движения звезд, из которых она состоит.

Если галактика круглая как футбольный мяч, то звезды в ней движутся вокруг ядра как пчелиный рой вокруг улья.

Чем дальше от ядра, тем меньше звезд.

В этом случае форма галактики почти идеально сферическая.

Галактики — это системы, состоящие из огромного количества звезд.

Что ждет Вселенную в будущем?

Существует несколько сценариев будущего Вселенной. Некоторые ученые считают, что Вселенная продолжит расширяться. Через многие миллиарды лет прогорит все вещество в звездах, и галактики погрузятся во тьму. Останутся только планеты, белые и коричневые карлики, а столкновения между ними будут крайне редки.

Известно, что разбегающиеся галактики притягиваются друг к другу, а это замедляет расширение Вселенной, и галактики замрут на месте.

Есть еще одна гипотеза — Большое сжатие. Однажды Вселенная перестанет расширяться и сдуется как воздушный шар.

Есть еще и третий возможный сценарий — промежуточный, при котором расширение Вселенной прекратится через бесконечно долгое время.

Но при любом сценарии все эти события произойдут через много миллиардов лет.

Как образуются звезды?

Согласно общепринятой гипотезе, звезда зарождается в результате сжатия межзвездного газопылевого облака.

По мере уплотнения такого облака сначала образуется протозвезда.

Давление и температура внутри протозвезды неуклонно растут, и в недрах звезды «запускается» своеобразный ядерный реактор.

Тогда центр небесного тела начинает светиться: родилась звезда!

 

 

Песни о космосе и космонавтах. День Космонавтики 12 апреля

Космическая музыка. Музыка для занятий и расслабления

Что такое расширение Вселенной и чем оно нам грозит

Вселенная постоянно расширяется — все звезды и галактики становятся от нас немного дальше. Вместе с астрофизиком Сергеем Поповым разобрались, почему так происходит и значит ли это, что Земля становится дальше от Солнца

Сергей Попов о том, почему Вселенная все шире и шире

Как обнаружили расширение Вселенной

Впервые о расширении Вселенной заговорили еще в 1929 году, после статьи Эдвина Хаббла. Ученый определял расстояние до галактик и то, с какой скоростью они двигаются от нас или к нам. В процессе своих исследований Хаббл обнаружил, что практически все галактики от нас удаляются, причем тем быстрее, чем дальше они находятся от Земли.

Открытию Хаббла предшествовали выводы, которые ученые получили из общей теории относительности. Александр Фридман и Жорж Леметр приложили ее уравнение к Вселенной в целом и поняли, что из-за действия гравитации она не может находиться в стационарном состоянии, а должна расширяться или сжиматься.

Как появилась теория Большого взрыва

После открытия расширения Вселенной космологи поняли, что все галактики должны были «вылететь» из одной точки — так появилась теория Большого взрыва. Все наблюдаемое нами вещество когда-то было собрано в меньшем объеме в сверхплотном горячем состоянии, а расширение было очень быстрым. Однако какой-то конкретной точки, из которой разлетаются галактики, нет.

Скорость расширения Вселенной

Изначально Вселенная расширялась очень быстро, но затем этот процесс замедлился. Можно было бы предположить, что в конце концов галактики перестанут разбегаться — и в какой-то момент расширение действительно замедлилось. Но затем тренд опять сменился на ускорение — и какого-то однозначного объяснения этому факту пока что не существует. Может ли расширение замедлиться снова, никто не знает.

Поскольку Вселенная расширяется, рано или поздно количество космических объектов, которые мы можем наблюдать, уменьшится. Но это произойдет через миллиарды лет. Процессы расширения слишком протяженные во времени, поэтому разбегания галактик в динамике мы не видим.

Как изучают расширение Вселенной

Ученые не могут в прямом смысле сравнить расстояние между галактиками сегодня и десять лет назад. Но что мы действительно можем увидеть, так это изменение красного смещения: так называют явление, при котором длина волны видимого света, испускаемого наблюдаемым объектом, увеличивается для наблюдателя. Если очень сильно упрощать, то чем дальше от нас галактика и чем быстрее она удаляется, тем краснее становится наблюдаемый спектр.

Может ли Земля стать дальше от Солнца

Расширение Вселенной не влияет на расстояние между Луной и Землей, Землей и Солнцем и структуру центральных частей галактик. Свойства пространства определяются гравитационными полями, поэтому связанные системы ведут себя иначе, но могут удаляться от других взаимосвязанных систем.

Ученые нашли галактику без темной материи

  • Мэри Холтон
  • Би-би-си

Автор фото, NASA/ESA/P. van Dokkum

Подпись к фото,

Изображение с телескопа «Хаббл»: обнаруженная галактика настолько тусклая, что сквозь нее можно увидеть и другие.

Ученые обнаружили необычайно прозрачную галактику, размером примерно равную Млечному Пути. Она может стать источником уникальной информации для астрофизиков.

Объект под кодовым названием NGC1052-DF2 выглядит так, будто в нем отсутствует темная материя.

Если это подтвердится, то эта галактика может оказаться первой в своем роде — состоящей только из барионной (видимой) материи.

Современная физическая теория постулирует, что большая часть массы Вселенной приходится на темную материю. При этом о существовании ее можно судить лишь по косвенным признакам, таким как взаимодействие с барионной материей.

Статья опубликована в журнале Nature.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

На рисунке изображено гало (голубое свечение) темной материи, которое выходит за видимые пределы галактики.

Призрачное свечение

Авторы исследования изначально не стремились найти галактику, в которой отсутствует темное вещество. Они занимались изучением крупных ультрадиффузных галактик.

Они имеют те же размеры, что и спиральные галактики, с которыми наука хорошо знакома, но в них во много раз меньше звезд.

Когда профессор Питер ван Доккум, руководитель исследования, впервые заметил объект NGC1052-DF2, он «долго всматривался в изображение и пребывал просто в недоумении. .. оно выглядело как призрачное свечение в космосе», вспоминает он.

В этой галактике очень мало звезд, но многие из них сгруппированы в необычайно ярких «сгустках». Изучив их, ученые обнаружили, что суммарная масса их звезд составила всю массу этой галактики.

Что означало, что масса темной материи в ней просто-напросто отсутствует.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Художественное изображение темной материи во Вселенной

«В галактиках темной материи примерно в пять раз больше, чем обычной», — объясняяет доктор Мишель Коллинз, физик из Университета Суррея (Великобритания), которая не принимала участия в этом исследовании.

«Чем дальше мы двигаемся по направлению от центра галактики, тем больше встречаем темной материи и меньше самих звезд. Гало темной материи в галактике имеет большую протяженность, чем сами звезды», — добавила она.

Они друг без друга не могут

Так как темная материя имеет большую массу, чем обычная, ученые считают, что первая удерживает газ, необходимый для формирования галактики.

«То есть эта галактика должна была образоваться иным путем: возможно, в результате реакций внутри газа, который течет по направлению к большей галактике или выходит из нее», — поясняет астрофизик из Университета штата Северная Каролина, доктор Кэтрин Мак.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

На примере туманности Андромеды мы видим, что обычно в галактиках темной материи намного больше, чем обычной

«Это относится не только к галактикам, — объясняет Доккум. — Вся Вселенная держится на темной материи».

Самым удивительным качеством найденной галактики, по мнению Мак, является то, что ее пример может доказать реальность темной материи, которая предсказана теоретически, но эмпирически учеными не наблюдалась.

Альтернативное объяснение того, что называется темной материей, могло бы заключаться в том, что это некий необъясненный эффект гравитации видимой материи. Однако тогда этот эффект наблюдался бы и в новой галактике.

«То есть все это может иметь смысл только при условии, что темная материя — присутствующая или отсутствующая в галактике — существует отдельно от обычной материи», — добавила Мак.

Команда ученых также готовит к публикации другую статью, в которой яркие сгустки звезд будут рассмотрены более пристально. Она может объяснить нам загадку галактики NGC1052-DF2.

Темные материалы

Однако прежде чем пересматривать теорию темной материи, нужно провести больше исследований относительно похожих объектов нашей Вселенной.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба должен помочь ученым в изучении дальних галактик

«Нужно всегда быть осторожным с заявлениями о какой-то находке, — замечает Доккум. — Конечно, эта галактика — лучший кандидат на звание барионной галактики».

Доктор Коллинз не торопится утверждать, что данная галактика вообще не имеет гало темной материи.

Она считает, что во Вселенной могут существовать и другие галактики с необычными для современного научного знания характеристиками. Но для начала нужно убедиться в точности технологий, с помощью которых они могут быть изучены.

«Рядом с нами есть несколько галактик, которые имеют похожие характеристики, но еще более размыты», — пояснила она.

Доктор Ричард Мэсси, физик из Университета Дарема, с ней согласен.

«Я действительно очень впечатлен работой коллег, их выводы подкрепляют мнение о том, что нужно пристальнее наблюдать за подобными объектами на протяжении более длительного времени. Но пока я бы не стал делать глубоких заключений о сущности темной материи», — сказал он Би-би-си.

Во Вселенной существует в три раза больше звезд, чем считалось ранее

Во Вселенной существует в три раза больше звезд, чем считалось ранее. Астрономы впервые смогли увидеть такой тип звезд, как красные карлики, в других галактиках. Это открытие может внести ясность в ряд важных проблем современной науки, от темной материи до жизни во Вселенной вне Земли.

09 сентября 11:49

Согласно первой классификации галактик, предложенной выдающимся американским астрономом Эдвином Хабблом (в честь которого назван космический телескоп), галактики во Вселенной можно разделить по внешнему виду на три класса: спиральные, эллиптические и неправильные. Сейчас эта классификация несколько расширена и дополнена, но эллиптические галактики как были, так и продолжают оставаться самыми крупными галактиками во Вселенной. До недавнего времени считалось, что самые большие из эллиптических галактик содержат в себе более триллиона звезд, в то время как в нашей галактике Млечный Путь, относящейся к классу спиральных галактик, находится «всего» приблизительно 400 миллиардов звезд.

Но оказалось, что для эллиптических галактик количество звезд было посчитано неправильно.

В них содержится не триллион, а 5–10 триллионов звезд. Это означает, что во всей Вселенной приблизительно в три раза больше звезд, чем считалось ранее.

03 сентября 11:50

Такие значимые выводы содержатся в опубликованной в четверг в Nature работе Питера ван Доккума из Йельского университета (США) и его коллег.

Ошибка предыдущих оценок была связана с так называемыми красными карликами — звездами малых размеров, максимум излучения которых приходится на красную область видимого спектра. Масса красных карликов составляет 10–30 процентов от массы нашего Солнца. Эти звезды светят еще более слабо, чем Солнце, которое является желтым карликом, поэтому трудно поддаются обнаружению. Так, до недавнего времени красные карлики не были обнаружены в других галактиках, поэтому все оценки на тему того, сколько их во Вселенной, можно было сделать только на основе наблюдений нашей галактики.

Даже по ним можно было сделать правильный вывод, что красные карлики являются самыми распространенными объектами звездного типа во Вселенной.

Использовав крупные телескопы обсерватории имени Кека на Гавайях (диаметр их зеркал составляет 10 метров), астрономы смогли зафиксировать слабое излучение красных карликов в ядрах восьми эллиптических галактик, удаленных от Земли на расстояние 50 млн — 300 млн световых лет. Наблюдения четко показали, что красные карлики распределены в эллиптических галактиках более широко, чем ожидалось.

«Никто не знал, как много этих звезд находится во Вселенной, — рассказал ведущий автор работы, Питер ван Доккум. — Различные теоретические модели давали широкий спектр оценок, и теперь есть ответ на этот давний вопрос, насколько распространены красные карлики».

«Наш звездный реестр резко изменился, — прокомментировал открытие Чарли Конрой из Гарварда. — Мы обычно читали, что другие галактики не сильно отличаются от нашей собственной. Но все же оказалось, что в других галактиках возможны совершенно иные условия. И нынешнее открытие может иметь большое влияние на наше понимание того, как галактики формируются и эволюционируют».

За счет низкой температуры в красных карликах медленно происходят термоядерные реакции, поэтому срок жизни этих звезд составляет сотни миллиардов лет (в несколько раз больше возраста Вселенной). То, что красных карликов наблюдалось очень мало, представляло собой одну из загадок Вселенной, которая, как оказалась, не могла быть решена за счет низкой наблюдательной способности земных ученых.

Открытие ван Доккума и коллег позволит астрономам внимательнее задуматься над тем, не кроется ли в красных карликах разгадка тайны темной материи.

close

100%

30 сентября 11:13

Вывод о ее существовании учеными был сделан на основе ряда наблюдаемых гравитационных эффектов, которые вполне могли быть обусловлены и гравитационным действием красных карликов, которых, грубо говоря, оказалось не много, а очень много.

Еще один интригующий момент, связанный с настоящей работой, заключается в том, что у красных карликов могут быть экзопланеты и нашумевшая в октябре экзопланета Gliese581g с пригодными для жизни условиями вращается как раз вокруг красного карлика. За счет большого срока жизни этих звезд условия на экзопланетах в течение долгого времени остаются стабильными.

Значит, если на такой планете возникнет жизнь, то у нее будет не один миллиард лет для эволюции.

Ну а сам факт, что красных карликов во Вселенной существует гораздо больше, математически повышает вероятность существования экзопланеты с пригодными для жизни условиями.

Что такое галактика? | Космическое пространство НАСА — Наука НАСА для детей

Краткий ответ:

Галактика — это огромное скопление газа, пыли и миллиардов звезд и их солнечных систем, удерживаемых вместе гравитацией.

Мы живем на планете под названием Земля, которая является частью нашей Солнечной системы. Но где наша солнечная система? Это небольшая часть галактики Млечный Путь.

Галактика представляет собой огромное скопление газа, пыли и миллиардов звезд и их солнечных систем.Галактика удерживается вместе гравитацией. В нашей галактике Млечный Путь также есть сверхмассивная черная дыра посередине.


Когда вы смотрите на звезды в ночном небе, вы видите другие звезды в Млечном Пути. Если совсем темно, вдали от огней городов и домов можно даже увидеть пыльные полосы Млечного Пути, тянущиеся по небу.


Галактика Млечный Путь простирается по небу в Национальном памятнике Трона Пиннаклс в Калифорнии. Фото Яна Нормана.

Но кроме нашей есть еще много галактик. Их так много, мы даже не можем сосчитать их всех! Космический телескоп Хаббл в течение 12 дней наблюдал за небольшим участком космоса и обнаружил 10 000 галактик всех размеров, форм и цветов. Некоторые ученые считают, что во Вселенной может быть до ста миллиардов галактик.


Это снимок, сделанный космическим телескопом Хаббл, на котором видны тысячи галактик.Даже крошечные точки представляют собой целые галактики. Вселенная очень большая!

Некоторые галактики имеют спиралевидную форму, как наша. У них изогнутые руки, которые делают их похожими на вертушку. Другие галактики имеют гладкую и овальную форму. Их называют эллиптическими галактиками. И есть также галактики, которые не являются спиралями или овалами. Они имеют неправильную форму и выглядят как капли. Свет, который мы видим от каждой из этих галактик, исходит от звезд внутри нее.


Иногда галактики подходят слишком близко и сталкиваются друг с другом.Наша галактика Млечный Путь когда-нибудь столкнется с Андромедой, нашим ближайшим галактическим соседом. Но не волнуйтесь. Этого не произойдет в ближайшие пять миллиардов лет. Но даже если это случится завтра, вы можете этого не заметить. Галактики настолько велики и разбросаны на концах, что даже если галактики сталкиваются друг с другом, планеты и солнечные системы часто не приближаются к столкновению.

Что такое спутниковая галактика?

Наше Солнце является частью огромной коллекции звезд в галактике Млечный Путь.Эти сотни миллиардов звезд вращаются вокруг центра галактики. Но знаете ли вы, что вокруг центра Млечного Пути вращаются объекты еще большего размера? Другие галактики тоже вращаются вокруг него!

Галактика Андромеды с двумя окружающими ее галактиками-спутниками. Оригинальное изображение предоставлено Борисом Штромаром.

Эти менее массивные галактики имеют собственную впечатляющую коллекцию звезд, каждая из которых вращается вокруг собственного центра; но галактики и все в них тоже вращаются вокруг нашей галактики. Как будто наша галактика — это солнце, а те другие галактики — это планеты.Астрономы называют их «спутниковыми галактиками».


Большое Магелланово Облако

У Млечного Пути есть несколько галактик-спутников, но самая большая из них — Большое Магелланово Облако. Она находится на расстоянии около 163 000 световых лет и примерно в 1/100 размера Млечного Пути. В отличие от нашей спиральной галактики, у этой нет чистой спиральной формы. Некоторые ученые считают, что это связано с тем, что Млечный Путь и другие галактики притягивают и деформируют его.

С точки зрения расстояния есть два претендента на ближайшую галактику-спутник.Одна группа звезд настолько мала, что астрономы считают ее «карликовой галактикой». Другая группа настолько близка, что они до сих пор спорят, является ли она частью нашей галактики или ее собственной карликовой галактикой.

Астрономы назвали ту карликовую сфероидальную галактику Стрельца, с которой все согласны. Он находится примерно в 50 000 световых лет от центра Млечного Пути. Он вращается по орбите над диском нашей галактики и под ним, как кольцо над волчком.

Но есть нечто еще более близкое к нашему Млечному Пути — скопление звезд, названное некоторыми карликовой галактикой Большого Пса.По оценкам ученых, он содержит около миллиарда звезд. Он находится так близко к краю Млечного Пути, что ближе к нашей Солнечной системе, чем к центру нашей галактики. Она находится на расстоянии около 25 000 световых лет от нас.

Некоторые ученые не думают, что скопление звезд Большого Пса на самом деле является отдельной галактикой или карликовой галактикой. Вместо этого они думают, что это просто плотная область далеких звезд, которые все еще являются частью Млечного Пути. В любом случае ясно, что эта группа звезд была притянута очень близко к нашему Млечному Пути из-за массивной гравитации нашей галактики.Со временем это может стать судьбой других галактик-спутников в этом районе. Все они могут однажды слиться в еще большую галактику Млечный Путь!

галактик

Что такое темная материя?

В конце 1970-х астроном Вера Рубин сделала удивительное открытие темной материи. Она изучала вращение галактик, когда поняла, что огромная спиральная Галактика Андромеды, казалось, вращается странно. В явном нарушении законов Ньютона и Кеплера вещество на краях галактики двигалось так же быстро, как и вещество вблизи центра, хотя большая часть массы, которую она могла видеть, была сосредоточена в центре.Некоторая дополнительная невидимая масса, получившая название темной материи, по-видимому, удерживает галактику вместе. Вскоре она обнаружила, что огромный ореол темной материи присутствует в галактике за галактикой, которые она исследовала.

Этот подробный вид нашего ближайшего галактического соседа, галактики Андромеды, содержит более 100 миллионов разрешенных звезд и тысячи звездных скоплений. Панорама простирается от центральной выпуклости галактики через полосы звезд и пыли к более разреженному внешнему диску. Авторы и права: НАСА, ЕКА, Дж. Далкантон, Б.Ф. Уильямс и Л.К. Джонсон (Вашингтонский университет), команда PHAT и Р. Гендлер. ВЫПУСК НОВОСТЕЙ: 2015-02 >

Почти полвека спустя ученые до сих пор не знают, что такое темная материя. Однако они знают, что темная материя составляет около 84 процентов материала Вселенной. Его невидимое и вездесущее присутствие влияет на то, как звезды движутся внутри галактик, как галактики тянут друг друга и как материя слипалась воедино в ранней Вселенной.

Одним из лучших доказательств существования темной материи является скопление галактик 1E 0657-556, также известное как Скопление Пуля.Это скопление образовалось после столкновения двух больших скоплений галактик, самого энергичного события, известного во Вселенной со времен Большого взрыва. Поскольку основные компоненты пары скоплений — звезды, газ и кажущаяся темная материя — ведут себя по-разному во время столкновения, ученые смогли изучить их по отдельности.

Звезды галактик, которые телескопы Хаббл и Магеллан наблюдали в видимом свете, почти не пострадали от столкновения и прошли насквозь. Горячий газ от двух сталкивающихся скоплений, наблюдаемый рентгеновской обсерваторией Чандра в рентгеновском диапазоне, содержит большую часть обычного вещества пары скоплений. Поскольку газы взаимодействуют электромагнитным образом, газы обоих скоплений замедлились гораздо больше, чем звезды. Третий элемент в этом столкновении, темная материя, был обнаружен косвенно с помощью гравитационного линзирования фоновых объектов.

Темная материя по определению не взаимодействует электромагнитно (т.е. со светом) — она темная! Таким образом, во время столкновения сгустки темной материи из двух скоплений тихо скользят друг мимо друга, как и звезды, оставляя горячий газ (большую часть обычной материи) позади.Гравитационное линзирование осталось с темной материей, а не с газом. Если бы горячий газ был самым массивным компонентом в скоплениях, такого эффекта не было бы видно. Вместо этого наблюдения кажутся первым прямым доказательством существования темной материи.

Скопление Пуля образовалось после столкновения двух больших скоплений галактик. Горячий газ, обнаруженный «Чандрой» в рентгеновских лучах, виден на изображении в виде двух розовых сгустков и содержит большую часть «нормального», или барионного, вещества в двух скоплениях. Сгусток в форме пули справа — это горячий газ из одного скопления, который во время столкновения прошел через горячий газ из другого, большего скопления.Оптическое изображение, полученное телескопами Хаббл и Магеллан, показывает галактики оранжевым и белым цветом. Синие области на этом изображении показывают, где астрономы находят большую часть массы в скоплениях. Большая часть материи в скоплениях (синяя) явно отделена от обычной материи (розовая), что прямо указывает на то, что почти вся материя в скоплениях темная. Авторы и права: Рентген: NASA/CXC/M.Markevitch et al.; Оптика: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe и др.; Карта линз: NASA/STScI; ЭСО ВФИ; Магеллан/У.Аризона/Д.Клоу и др. ВЫПУСК НОВОСТЕЙ: 2006-39 >

Солнечная система, Галактика и Вселенная: определения и различия — видео и стенограмма урока

Галактики

Хорошо, теперь давайте увеличим масштаб наблюдаемой Вселенной (пожалуйста, смотрите видео, начинающееся с 01:34). По мере увеличения мы видим все больше и больше галактик во всем их великолепии. Галактика представляет собой большое скопление звезд, газа и пыли, удерживаемых вместе гравитацией. Если Вселенная подобна нашей планете, то галактика подобна стране, находящейся внутри планеты.

На экране есть три тега для галактик, на которые мы должны смотреть. Когда мы наводим курсор на одну из них, она объясняет, что, хотя в мире может быть около 200 стран, по оценкам, в наблюдаемой Вселенной может быть более сотни миллиардов галактик (см. видео в 02:03).

Видите этот ярлык вверху? Давайте перейдем к этому следующему (пожалуйста, смотрите видео в 02:20). Когда «галактика» пишется строчными буквами, это означает общий термин, но когда оно пишется с большой буквы, оно относится к нашей Галактике, Галактике Млечный Путь, где находятся наше Солнце и Земля.

Наконец, не забудьте тег справа. Когда мы наводим курсор, он сообщает нам еще один новый факт (пожалуйста, смотрите видео в 02:36). Галактики бывают самых разных форм и размеров. Как показано на экране, они могут быть эллиптическими, линзообразными, спиральными, карликовыми и неправильными:

Различные формы галактик

Солнечная система

Есть одна конкретная галактика, которую я хочу увеличить, и это наша Галактика Млечный Путь. Когда мы приближаем одно конкретное место, мы попадаем в нашу солнечную систему : солнце и планеты, луны, астероиды и кометы, удерживаемые гравитационной силой солнца (см. видео в 02:53). Если наша галактика подобна стране во Вселенной, то Солнечная система подобна одному району страны.

Рядом с планетами есть небольшая метка, наведите курсор мыши, чтобы увидеть, что она говорит (пожалуйста, смотрите видео в 03:24). Самая большая планета нашей Солнечной системы — Юпитер, а самая маленькая — Меркурий.

Рядом с солнцем есть метка, посмотрите, что она показывает (пожалуйста, смотрите видео в 03:33). Солнце огромно; внутри него может поместиться около миллиона Земель! Аккуратный!

Последняя метка у планеты Земля; это говорит нам о том, что Земля — единственная известная планета во Вселенной, на которой есть жизнь (пожалуйста, посмотрите видео в 03:43).

Нам пришлось облететь большую часть Вселенной, затем нашу галактику, а затем нашу солнечную систему, чтобы найти место, которое мы называем домом. Наша планета похожа на маленький домик внутри района, который мы называем Солнечной системой, расположенного в стране под названием Млечный Путь.

Резюме урока

Вселенная относится ко всей совокупности всего сущего, космосу. Вселенная плоская и состоит из 4,6% атомов, 24% холодной темной материи и 71,4% темной энергии.

Галактика представляет собой большое скопление звезд, газа и пыли, удерживаемых вместе гравитацией. Галактики бывают самых разных форм и размеров. Они могут быть эллиптическими, линзовидными, спиральными, карликовыми и неправильными.

Наша солнечная система состоит из Солнца и планет, лун, астероидов и комет, удерживаемых гравитационной силой Солнца.Самая большая планета нашей Солнечной системы — Юпитер, а самая маленькая — Меркурий.

Результаты обучения

По окончании этого урока вы должны уметь:

  • Объяснять, что включает в себя вселенная и из чего она состоит
  • Определить галактику
  • Определите различные формы галактик
  • Опишите состав нашей Солнечной системы

Что такое галактика? | Основы астрономии

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

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

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

Галактики тоже бывают самых разных размеров.

По оценкам, во Вселенной насчитывается два триллиона галактик.

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

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

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

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

Расстояния от Местной группы для выбранных групп и скоплений внутри Местного сверхскопления, которое называется сверхскоплением Девы.

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

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

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

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

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

Между тем, в окрестностях нашего Солнца звездная плотность оценивается в 0,004 звезды на кубический световой год. Большая разница!

Потрясающий вид на центр нашей галактики Млечный Путь, полученный телескопом Murchison Widefield Array (MWA) в Австралии в 2019 году. Изображение предоставлено Наташей Херли-Уокер (ICRAR/Curtin)/GLEAM Team/Phys.орг.

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

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

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

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

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

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

Две галактики впервые поцеловались.

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

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

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

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

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

Линтон Браун сделал это прекрасное изображение Млечного Пути над озером Тейлора недалеко от Хоршема, Австралия, 22 апреля 2019 года. Два объекта справа — это Магеллановы облака. Спасибо, Линтон!

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

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

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

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

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

Менее чем через сто лет после того, как стало известно, что существуют другие галактики помимо нашей, мы так много узнали об этих величественных звездных городах.И еще многому предстоит научиться.

Итог: что такое галактика? Узнайте об этих звездных островах в космосе.

Галактика

| КОСМОС

Сверхглубокое поле Хаббла показывает множество галактик.
Авторы и права: НАСА, ЕКА, С. Беквит (STScI) и команда HUDF.

Галактика — гравитационно связанная сущность, обычно состоящая из темной материи, газа, пыли и звезд. Галактики населяют Вселенную, в основном находясь в скоплениях и группах. Считается, что в наблюдаемой Вселенной насчитывается более 100 миллиардов галактик.Самая известная галактика — это наш Млечный Путь — и действительно, термин галактика происходит от греческого «гала», что означает «молоко».

До начала 20 века широко распространено мнение, что Млечный Путь — единственная подобная структура во Вселенной. Примерно в середине 18 века немецкий философ Иммануал Кант предложил «островные вселенные», которые были подобны Млечному Пути и населяли Вселенную. Сэр Уильям и Кэролайн Гершель были первыми, кто систематически каталогизировал ночное небо — они составили каталог около 2500 объектов, включая «спиральные туманности», которые, по-видимому, имеют структуру, аналогичную Млечному Пути.Позже, используя самый большой телескоп своего времени, астроном-оптик лорд Россе согласился с точкой зрения Канта, основываясь на наблюдениях, которые он сделал за M51 с помощью своего самодельного 72-дюймового телескопа.

В апреле 1920 года два выдающихся ученых — Харлоу Шепли и Хибер Д. Кертис провели публичные дебаты о размерах Млечного пути и природе «туманностей». Шепли полагал, что Млечный Путь был значительно больше по размеру, чем предыдущие оценки, и что спиральные туманности были его частью. С другой стороны, Кертис полагал, что спиральные туманности на самом деле были островными Вселенными, лежащими за пределами Млечного Пути.Победителя как такового в этом «споре», который был окончательно решен в 1923 г., не было, когда молодой Эдвин Хаббл, используя соотношение периода и светимости переменных звезд-цефеид, смог определить расстояние до «туманности» Андромеды, равное примерно 750 кпк. , и что его диаметр больше, чем у Млечного Пути. Это доказывало, что Андромеда была не какой-то маленькой «спиральной туманностью» в пределах Млечного Пути, а огромной звездной системой сама по себе.

Размер и масса галактик

Большинство галактик имеют общую массу от ~ 10 7 M до 10 12 M .Их размер варьируется от нескольких килопарсеков до более ста килопарсеков в диаметре. Наш собственный Млечный Путь содержит более 100 миллиардов звезд, включая наше Солнце, а диаметр звездного диска составляет около 50 кпк. Сферическое звездное гало простирается до 100 кпк, а гало темной материи может простираться еще дальше.

Классификация галактик

Галактики классифицируются по тому, как они выглядят, или по их оптической морфологии . Первая попытка классификации «туманностей» была предпринята сэром Уильямом Гершелем и его сыном сэром Джоном Гершелем.Однако наиболее распространенной схемой классификации, используемой сегодня, является схема классификации Хаббла. Галактики можно разделить на следующие широкие категории, хотя в каждой классификации есть много подкатегорий:

Формирование и эволюция галактик

Галактики во Вселенной постоянно меняются – в результате вековой эволюции, слияний и взаимодействий. Галактики в ранней Вселенной, в которых еще не сформировались звезды, известны как «протогалактики», и эти галактики обычно содержат только темную материю и газ.Было высказано предположение, что некоторые из таких протогалактик все еще могут существовать, и на самом деле может существовать класс «темных галактик», в которых нет подходящих условий для формирования звезд — эти галактики состоят исключительно из темной материи и возможно газ. Теория образования галактик активно исследуется астрономами и астрофизиками.


Список известных галактик во Вселенной

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

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

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

— NASA (@NASA) 10 июля 2021 г.

Что такое Вселенная?

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

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

Галактики во Вселенной

Списки известных галактик во Вселенной обсуждаются ниже:

1. Андромеда

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

Созвездие: Андромеда

2. Галактика Черный глаз

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

Созвездие: Кома Вероники

3. Галактика Боде

Это спиральная галактика, расположенная на расстоянии около 12 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы. Он был открыт Иоганном Элертом Боде 31 декабря 1774 года.

Созвездие: Большая Медведица

4. Галактика с колесом тележки

Это линзообразная галактика и кольцевая галактика, расположенная примерно в 500 миллионах световых лет от нас в созвездии Скульптора. Оно похоже на колесо телеги, поэтому астрономы назвали его «колесом телеги».

Созвездие: Скульптор

5. Сигара Гэлакси

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

Созвездие: Большая Медведица

10 самых близких звездных систем к Солнечной системе

6. Галактика Комета

Это спиральная галактика, расположенная в 3,2 миллиардах световых лет от Земли, в скоплении галактик Abell 2667, которое было обнаружено с помощью космического телескопа Хаббл.

Созвездие: Скульптор

7. Космос Красное смещение 7

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

Созвездие: Секстанты

8. Объект Хоуга

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

Созвездие: Serpens Caput

9.Большое Магелланово Облако

Галактика-спутник Млечного Пути.

Созвездие: Дорадо/Менса

10. Малое Магелланово Облако

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

Созвездие: Тукана

10 самых опасных астероидов

11.Объект Мэйолла

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

Созвездие: Большая Медведица

12. Млечный Путь

Это галактика, в которой находится наша Солнечная система. Он выглядит как полоса, потому что его дискообразная структура видна изнутри. Галилео Галилей впервые разделил полосу света на отдельные звезды с помощью своего телескопа в 1610 году.

Созвездие: Стрелец (в центре)

13. Галактика Вертушка

Это спиральная галактика, расположенная лицом к лицу, удаленная от Земли на 21 миллион световых лет и расположенная в созвездии Большой Медведицы.

Созвездие: Большая Медведица

14. Галактика Сомбреро

Это спиральная галактика, расположенная в созвездии Девы.

Созвездие: Дева

15. Галактика подсолнечника

Спиральная галактика в северном созвездии Гончих Псов. Впервые он был обнаружен французским астрономом Пьером Мешеном , а затем подтвержден его коллегой Шарлем Мессье 14 июня 1779 года.

Созвездие: Гончие Псы

16. Галактика головастиков

Это разрушенная спиральная галактика с перемычкой, расположенная в 420 миллионах световых лет от Земли в северном созвездии Дракона .

Созвездие: Драко

17. Галактика водоворота

Это взаимодействующая спиральная галактика грандиозного дизайна с активным галактическим ядром Сейферта 2 , расположенным в созвездии Гончих Псов , и была первой галактикой, которая была классифицирована как спиральная галактика.

Созвездие: Гончие Псы

10 крупнейших известных экзопланет во Вселенной

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.