Zvaigžņu galaktikas visums. Skolas enciklopēdija

Ir trīs galvenie galaktiku veidi: spirālveida, elipsveida un neregulāras. Pirmie ietver, piemēram, Piena ceļu un Andromedu. Centrā ir objekti un melnais caurums, ap kuru griežas zvaigžņu un tumšās matērijas oreols. Rokas atzarojas no serdes. Spirālveida forma veidojas, pateicoties tam, ka galaktika nepārstāj griezties. Daudziem pārstāvjiem ir tikai viena piedurkne, bet daži var saskaitīt trīs vai vairāk.

Galveno galaktiku tipu raksturlielumu tabula

Spirālveida ir ar un bez džempera. Pirmajā tipā centru šķērso blīva zvaigžņu josla. Un otrs šāds veidojums netiek novērots.

Eliptiskās galaktikas ir vecāko zvaigžņu mājvieta, un tajās nav pietiekami daudz putekļu un gāzes, lai radītu jaunas zvaigznes. Pēc formas tie var atgādināt apli, ovālu vai spirālveida formu, bet bez piedurknēm.

Apmēram ceturtā daļa galaktiku pārstāv neregulāru galaktiku grupu. Tie ir mazāki nekā spirālveida, un dažreiz tiem ir dīvainas formas. Tos var izskaidrot ar jaunu zvaigžņu parādīšanos vai gravitācijas kontaktu ar kaimiņu galaktiku. Starp nepareizajiem ir .

Ir arī daudzi galaktikas apakštipi: Seyfert (spirāles ar ātru kustību), spilgti eliptiski supergianti (absorbē citus), gredzens (bez kodola) un citi.

Kosmoss mums apkārt nav tikai vientuļas zvaigznes, planētas, asteroīdi un komētas, kas dzirkstī naksnīgajās debesīs. Kosmoss ir milzīga sistēma, kurā viss ir ciešā mijiedarbībā. Planētas grupējas ap zvaigznēm, kas savukārt veido kopas vai miglājus. Šos veidojumus var attēlot atsevišķi gaismekļi, vai arī tie var saskaitīt simtiem, tūkstošiem zvaigžņu, veidojot jau lielāka mēroga universālus veidojumus - galaktikas. Mūsu zvaigžņotā valsts, Piena Ceļa galaktika, ir tikai neliela daļa no plašā Visuma, kurā pastāv arī citas galaktikas.

Visums pastāvīgi atrodas kustībā. Jebkurš objekts kosmosā ir daļa no noteiktas galaktikas. Sekojot zvaigznēm, pārvietojas arī galaktikas, kurām katrai ir savs izmērs, noteikta vieta blīvajā universālajā sistēmā un sava kustības trajektorija.

Kāda ir Visuma īstā uzbūve?

Ilgu laiku cilvēces zinātniskās idejas par kosmosu tika veidotas ap Saules sistēmas planētām, zvaigznēm un melnajiem caurumiem, kas apdzīvo mūsu zvaigžņu mājvietu - Piena Ceļa galaktiku. Jebkurš cits galaktikas objekts, kas tika atklāts kosmosā ar teleskopu palīdzību, tika automātiski ievadīts mūsu galaktikas telpas struktūrā. Attiecīgi nebija ne jausmas, ka Piena ceļš nav vienīgais universālais veidojums.

Ierobežotās tehniskās iespējas neļāva skatīties tālāk, aiz Piena Ceļa, kur, pēc iedibinātā viedokļa, sākas tukšums. Tikai 1920. gadā amerikāņu astrofiziķis Edvins Habls spēja atrast pierādījumus tam, ka Visums ir daudz lielāks un ka kopā ar mūsu galaktiku šajā plašajā un neierobežotajā pasaulē ir arī citas lielas un mazas galaktikas. Visumam nav īstas robežas. Daži objekti atrodas diezgan tuvu mums, tikai dažu miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes. Citi, gluži pretēji, atrodas Visuma tālākajā stūrī, paliekot ārpus redzamības zonas.

Ir pagājuši gandrīz simts gadi, un mūsdienās galaktiku skaits jau tiek lēsts simtos tūkstošu. Uz šī fona mūsu Piena ceļš nemaz neizskatās tik milzīgs, ja ne gluži niecīgs. Mūsdienās jau ir atklātas galaktikas, kuru izmēri ir grūti pat matemātiskajai analīzei. Piemēram, lielākās Visuma galaktikas IC 1101 diametrs ir 6 miljoni gaismas gadu, un tajā ir vairāk nekā 100 triljoni zvaigžņu. Šis galaktikas briesmonis atrodas vairāk nekā miljarda gaismas gadu attālumā no mūsu planētas.

Šāda milzīga veidojuma, kas globālā mērogā ir Visums, struktūru attēlo tukšums un starpzvaigžņu veidojumi - šķiedras. Savukārt pēdējie ir sadalīti superkopās, starpgalaktiskās kopās un galaktikas grupās. Mazākā saite šajā milzīgajā mehānismā ir galaktika, ko pārstāv daudzas zvaigžņu kopas - rokas un gāzveida miglāji. Tiek pieņemts, ka Visums nepārtraukti paplašinās, tādējādi liekot galaktikām pārvietoties ar lielu ātrumu virzienā no Visuma centra uz perifēriju.

Ja iedomājamies, ka novērojam kosmosu no mūsu Piena Ceļa galaktikas, kas it kā atrodas Visuma centrā, tad liela mēroga Visuma uzbūves modelim būs šāda forma.

Tumšā matērija – tas ir arī tukšums, superkopas, galaktiku kopas un miglāji – tās visas ir Lielā sprādziena sekas, kas aizsāka Visuma veidošanos. Miljarda gadu laikā tā struktūra tiek pārveidota, galaktiku forma mainās, jo dažas zvaigznes pazūd, absorbē melno caurumu, bet citas, gluži pretēji, pārvēršas par supernovām, kļūstot par jauniem galaktikas objektiem. Pirms miljardiem gadu galaktiku izvietojums bija pilnīgi atšķirīgs no tā, ko mēs redzam tagad. Tā vai citādi, ņemot vērā pastāvīgos astrofizikālos procesus, kas notiek telpā, mēs varam izdarīt noteiktus secinājumus, ka mūsu Visumam nav pastāvīgas struktūras. Visi kosmosa objekti atrodas pastāvīgā kustībā, mainot savu stāvokli, izmēru un vecumu.

Līdz šim, pateicoties Habla teleskopam, ir bijis iespējams noteikt mums tuvākās galaktikas, noteikt to izmērus un noteikt mūsu relatīvās pasaules atrašanās vietu. Ar astronomu, matemātiķu un astrofiziķu pūlēm ir sastādīta Visuma karte. Ir noteiktas atsevišķas galaktikas, tomēr lielākoties šādi lieli universālie objekti ir sagrupēti pa vairākiem desmitiem grupā. Vidējais galaktiku izmērs šādā grupā ir 1-3 miljoni gaismas gadu. Grupai, kurai pieder mūsu Piena ceļš, ir 40 galaktikas. Papildus grupām starpgalaktiskajā telpā ir milzīgs skaits pundurgalaktiku. Parasti šādi veidojumi ir lielāku galaktiku satelīti, piemēram, mūsu Piena ceļš, Trīsstūris vai Andromeda.

Vēl nesen pundurgalaktika Segue 2, kas atrodas 35 kiloparseku attālumā no mūsu zvaigznes, tika uzskatīta par mazāko galaktiku Visumā. Tomēr 2019. gadā japāņu astrofiziķi atklāja vēl mazāku galaktiku - Jaunavu I, kas ir Piena Ceļa pavadonis un atrodas 280 tūkstošu gaismas gadu attālumā no Zemes. Tomēr zinātnieki uzskata, ka tas nav ierobežojums. Pastāv liela varbūtība, ka ir daudz pieticīgāku izmēru galaktikas.

Galaktiku grupām seko kopas, kosmosa reģioni, kuros atrodas līdz pat simtiem dažāda veida, formas un izmēra galaktiku. Uzkrājumi ir milzīgi. Parasti šāda universāla veidojuma diametrs ir vairāki megaparseki.

Visuma struktūras atšķirīgā iezīme ir tā vājā mainīgums. Neskatoties uz milzīgo ātrumu, ar kādu galaktikas pārvietojas Visumā, tās visas paliek vienā klasterī. Šeit darbojas daļiņu pozīcijas saglabāšanas princips telpā, ko ietekmē lielā sprādziena rezultātā izveidojusies tumšā matērija. Tiek pieņemts, ka šo ar tumšo vielu piepildīto tukšumu ietekmē galaktiku kopas un grupas turpina kustēties vienā virzienā miljardiem gadu, blakus viena otrai.

Vislielākie veidojumi Visumā ir galaktikas superkopas, kas apvieno galaktiku grupas. Slavenākā superkopa ir Lielais Klauna mūris, kosmiska mēroga objekts, kura garums ir 500 miljoni gaismas gadu. Šīs superkopas biezums ir 15 miljoni gaismas gadu.

Pašreizējos apstākļos kosmosa kuģi un tehnoloģijas neļauj mums aplūkot Visumu visā tā dziļumā. Mēs varam atklāt tikai superkopus, kopas un grupas. Turklāt mūsu kosmosā ir milzu tukšumi, tumšās vielas burbuļi.

Soļi, lai izpētītu Visumu

Mūsdienu Visuma karte ļauj mums ne tikai noteikt mūsu atrašanās vietu kosmosā. Mūsdienās, pateicoties jaudīgu radioteleskopu pieejamībai un Habla teleskopa tehniskajām iespējām, cilvēkam ir izdevies ne tikai aptuveni aprēķināt galaktiku skaitu Visumā, bet arī noteikt to veidus un šķirnes. Vēl 1845. gadā britu astronomam Viljamam Pārsonsam, izmantojot teleskopu gāzu mākoņu izpētei, izdevās atklāt galaktikas objektu uzbūves spirālveida raksturu, pievēršoties tam, ka dažādās vietās zvaigžņu kopu spilgtums var būt lielāks vai mazāks.

Pirms simts gadiem Piena Ceļš tika uzskatīts par vienīgo zināmo galaktiku, lai gan matemātiski tika pierādīta citu starpgalaktisko objektu esamība. Mūsu kosmosa pagalms savu nosaukumu ieguva senatnē. Senie astronomi, aplūkojot neskaitāmas zvaigžņu naksnīgajās debesīs, pamanīja raksturīgu to izvietojuma iezīmi. Galvenā zvaigžņu kopa bija koncentrēta pa iedomātu līniju, kas atgādināja izšļakstīta piena ceļu. Piena Ceļa galaktika, citas labi zināmas Andromedas galaktikas debesu ķermeņi ir pirmie universālie objekti, no kuriem sākās kosmosa izpēte.

Mūsu Piena Ceļā ir pilns visu galaktisko objektu komplekts, kāds vajadzētu būt parastai galaktikai. Šeit atrodas zvaigžņu kopas un grupas, kuru kopējais skaits ir aptuveni 250-400 miljardi.Mūsu galaktikā ir gāzu mākoņi, kas veido rokas, ir melnie caurumi un Saules sistēmas, kas līdzīgas mūsējai.

Tajā pašā laikā Piena ceļš, tāpat kā Andromeda ar trīsstūri, ir tikai neliela daļa no Visuma, kas ir daļa no superkopas vietējās grupas, ko sauc par Jaunavu. Mūsu galaktikai ir spirāles forma, kur lielākā daļa zvaigžņu kopu, gāzes mākoņi un citi kosmosa objekti pārvietojas ap centru. Ārējās spirāles diametrs ir 100 tūkstoši gaismas gadu. Piena Ceļš pēc kosmiskajiem standartiem nav liela galaktika, kuras masa ir 4,8x1011 Mʘ. Mūsu Saule atrodas arī vienā no Orion Cygnus atzariem. Attālums no mūsu zvaigznes līdz Piena Ceļa centram ir 26 000 ± 1 400 sv. gadiem.

Ilgu laiku tika uzskatīts, ka viens no populārākajiem astronomu vidū Andromedas miglājs ir daļa no mūsu galaktikas. Turpmākie pētījumi par šo kosmosa daļu sniedza neapgāžamus pierādījumus tam, ka Andromeda ir neatkarīga galaktika un daudz lielāka par Piena ceļu. Teleskopa attēli ir parādījuši, ka Andromedai ir savs kodols. Ir arī zvaigžņu kopas un miglāji, kas pārvietojas pa spirāli. Katru reizi astronomi mēģināja ielūkoties Visumā arvien dziļāk un dziļāk, izpētot plašus kosmosa apgabalus. Tiek lēsts, ka zvaigžņu skaits šajā universālajā gigantā ir 1 triljons.

Ar Edvīna Habla pūlēm bija iespējams noteikt aptuveno attālumu līdz Andromedai, kas nekādā gadījumā nevarēja būt daļa no mūsu galaktikas. Šī bija pirmā galaktika, kas tika pakļauta tik rūpīgai pārbaudei. Nākamie gadi atnesa jaunus atklājumus starpgalaktiskās telpas izpētes jomā. Rūpīgāk izpētījis Piena Ceļa galaktikas daļu, kas ir mūsu Saules sistēma. Kopš 20. gadsimta vidus ir kļuvis skaidrs, ka bez mūsu Piena ceļa un labi zināmās Andromedas kosmosā ir milzīgs skaits citu universāla mēroga veidojumu. Tomēr kārtībai bija nepieciešams racionalizēt kosmosu. Ja zvaigznes, planētas un citi kosmosa objekti bija klasificējami, tad ar galaktikām situācija bija sarežģītāka. Ietekmēja pētāmo kosmosa apgabalu milzīgie izmēri, kurus bija ne tikai grūti izpētīt vizuāli, bet arī novērtēt cilvēka dabas līmenī.

Galaktiku veidi saskaņā ar pieņemto klasifikāciju

Habls bija pirmais, kas spēra šādu soli, 1962. gadā veicot mēģinājumu loģiski klasificēt tolaik zināmās galaktikas. Klasifikācija tika veikta, pamatojoties uz pētāmo objektu formu. Rezultātā Habls spēja sakārtot visas galaktikas četrās grupās:

• visizplatītākais veids ir spirālveida galaktikas;
• kam seko eliptiskas spirālveida galaktikas;
• ar stieņu (stieņu) galaktiku;
• nepareizas galaktikas.

Jāpiebilst, ka mūsu Piena Ceļš pieder pie tipiskām spirālveida galaktikām, taču ir viens “bet”. Pēdējā laikā atklājusies stieņa klātbūtne, kas atrodas veidojuma centrālajā daļā. Citiem vārdiem sakot, mūsu galaktika nerodas no galaktikas kodola, bet plūst no tilta.

Tradicionāli spirālveida galaktika izskatās kā spirālveida plakana formas disks, kurā vienmēr ir spilgts centrs - galaktikas kodols. Visumā šādu galaktiku ir visvairāk un tās apzīmē ar latīņu burtu S. Turklāt pastāv spirālveida galaktiku iedalījums četrās apakšgrupās – So, Sa, Sb un Sc. Mazie burti norāda uz spilgta kodola klātbūtni, roku neesamību vai otrādi, uz blīvu roku klātbūtni, kas aptver galaktikas centrālo daļu. Šādās rokās atrodas zvaigžņu kopas, zvaigžņu grupas, kas ietver mūsu Saules sistēmu, un citi kosmosa objekti.

Šī tipa galvenā iezīme ir lēna rotācija ap centru. Piena ceļš veic pilnīgu revolūciju ap savu centru 250 miljonu gadu laikā. Spirāles, kas atrodas tuvāk centram, galvenokārt sastāv no vecu zvaigžņu kopām. Mūsu galaktikas centrs ir melnais caurums, ap kuru notiek visa galvenā kustība. Ceļa garums, pēc mūsdienu aplēsēm, ir 1,5-25 tūkstoši gaismas gadu virzienā uz centru. Savas pastāvēšanas laikā spirālveida galaktikas var saplūst ar citiem mazāka izmēra Visuma veidojumiem. Pierādījums par šādām sadursmēm agrākos periodos ir zvaigžņu halo un kopu oreolu klātbūtne. Šāda teorija ir pamatā teorijai par spirālveida galaktiku veidošanos, kas radās divu kaimiņos esošo galaktiku sadursmes rezultātā. Sadursme nevarēja iziet bez pēdām, radot vispārēju rotācijas impulsu jaunajam veidojumam. Blakus spirālgalaktikai ir pundurgalaktika, viena, divas vai vairākas uzreiz, kas ir lielāka veidojuma pavadoņi.

Pēc struktūras un sastāva spirālveida galaktikas ir eliptiskas spirālveida galaktikas. Tie ir milzīgi, lielākie universālie objekti, tostarp liels skaits superkopu, kopu un zvaigžņu grupu. Lielākajās galaktikās zvaigžņu skaits pārsniedz desmitiem triljonu. Galvenā atšķirība starp šādiem veidojumiem ir forma, kas stipri izstiepta telpā. Spirāles ir sakārtotas elipses formā. Eliptiskā spirālveida galaktika M87 ir viena no lielākajām Visumā.

Barotās galaktikas ir daudz retākas. Tās veido apmēram pusi no visām spirālveida galaktikām. Atšķirībā no spirālveida veidojumiem šādās galaktikās sākums tiek ņemts no tilta, ko sauc par stieni, kas rodas no divām spožākajām zvaigznēm, kas atrodas centrā. Spilgts šādas veidošanās piemērs ir mūsu Piena Ceļa un Lielā Magelāna mākoņa galaktika. Iepriekš šis veidojums tika attiecināts uz neregulārām galaktikām. Tilta izskats šobrīd ir viens no galvenajiem mūsdienu astrofizikas pētījumu virzieniem. Saskaņā ar vienu versiju, blakus esošais melnais caurums iesūc un absorbē gāzi no blakus esošajām zvaigznēm.

Skaistākās galaktikas Visumā ir spirālveida un neregulāras galaktikas. Viena no skaistākajām ir Whirlpool galaktika, kas atrodas debesu zvaigznājā Canis Hounds. Šajā gadījumā ir skaidri redzams galaktikas centrs un spirāles, kas griežas vienā virzienā. Neregulāras galaktikas ir nejauši izvietotas zvaigžņu superkopas, kurām nav skaidras struktūras. Spilgts šādas veidošanās piemērs ir galaktika ar numuru NGC 4038, kas atrodas Vārnas zvaigznājā. Šeit līdzās milzīgajiem gāzes mākoņiem un miglājiem var redzēt pilnīgu kārtības trūkumu kosmosa objektu izvietojumā.

secinājumus

Jūs varat pētīt Visumu bezgalīgi. Katru reizi, parādoties jauniem tehniskajiem līdzekļiem, cilvēks paver telpas plīvuru. Galaktikas ir cilvēka prātam neaptveramākie objekti kosmosā gan no psiholoģiskā viedokļa, gan atskatoties uz zinātni.

Ja jums ir kādi jautājumi - atstājiet tos komentāros zem raksta. Mēs vai mūsu apmeklētāji ar prieku atbildēsim uz tiem.

Cik daudzi no jums var droši atbildēt uz jautājumu, kas ir galaktika?


Vairums neskaidri iedomājas, ka šis jēdziens ir kaut kādā veidā saistīts ar zvaigznēm un kosmosu, ka galaktika ir liela, un jūs varat ceļot pa to, kā to ar panākumiem dara daudzu filmu un grāmatu varoņi.

Ko nozīmē vārds "galaktika"?

Vārds "galaktika" nāca pie mums no grieķu valodas, no vārda "galactikos", kas nozīmē "pienains". Tas attiecas uz milzu spirālveida zvaigžņu kopu, kurai tas pieder un ko mēs saucam par Piena ceļu.

Mūsu galaktiku no Zemes debesīs var redzēt kā iegarenu joslu, kas izkaisīta ar zvaigznēm, bet patiesībā tai ir diska forma ar vairākām savītām spirālveida pleciem.

Debesīs var redzēt arī citas galaktikas, taču tās atšķirt no zvaigznēm un šīs zvaigžņu kopas sīkāk ieraudzīt cilvēkam iespējams tikai ar jaudīgu teleskopu palīdzību.

Senatnē mūsu senči Piena Ceļu uzskatīja par svētu: ​​lai gan katrai tautai par to bija savas leģendas un mīti, tomēr gandrīz visi atzina tā izcilo nozīmi Visuma attēlā.

Mūsdienās tikai daži cilvēki zina, ka Jaungada koks mūsu realitātē atspoguļo Pasaules koku, kura stumbrs, pēc senču priekšstatiem, bija Piena ceļš.

No kā sastāv galaktika?

Gan mūsu Piena Ceļš, gan visas pārējās galaktikas, kuras astronomi var novērot ar teleskopiem, sastāv no milzīga skaita zvaigžņu un zvaigžņu sistēmu – Piena Ceļā vien ir aptuveni 200 miljardi zvaigžņu.

Mūsu Saule ir tikai maza un tālu no spožākajām zvaigznēm, turklāt atrodas perifērijā, vienā no galaktikas atzariem.

Zvaigznes visblīvāk atrodas centrālajā daļā, veidojot tur spilgtu sfērisku kopu. Zinātnieki ierosina, ja paskatās uz mūsu galaktiku no malas, tad tā pēc formas atgādinās planētu Saturnu - milzīgu starojošu bumbiņu, ko ieskauj plats un salīdzinoši plāns neviendabīgs gredzens.

Papildus zvaigznēm galaktikā ir milzīgi gāzu un putekļu mākoņi. Daži no tiem izstaro daudzkrāsainu mirdzumu, piemēram, miglājs, kas atrodas Oriona zvaigznājā. Mūsdienu zinātne ir noskaidrojusi, ka no šādiem miglājiem miljardos gadu veidojas jaunas zvaigznes un zvaigžņu sistēmas.

Kas atrodas galaktikas centrā?

Viena no noslēpumainākajām vietām galaktikā ir tās centrālais reģions. Tās fizikālās īpašības tik ļoti atšķiras no apkārtējās telpas daļām, ka zinātnieki ilgi nevarēja izprast šīs parādības būtību.


Tikai nesen tika precīzi noteikts, ka mūsu galaktikas centrālo daļu aizņem melnais caurums - kosmosa reģions ar mainītām īpašībām.

Mūsu galaktikas vecums ir salīdzinoši neliels – aptuveni 12 miljardi gadu, un tās kodolā joprojām aktīvi turpinās zvaigžņu veidošanās procesi. Tur atklāti daudzi baltie punduri - jaunas zvaigznes, milzu karstas gāzes uzkrājumi, dažāda izmēra melnie caurumi un neitronu zvaigznes.

Tas viss kopā veido gigantisku, neiedomājami milzīgu kosmisku “virtuvi”, kas kā karstmaizes turpina apgādāt Visumu ar jaunām zvaigznēm.

Kas ir lielāks, Visums vai galaktika?

Jums jāzina, ka mūsu galaktika, neskatoties uz tās lielumu, Visumā nav viena. Mūsdienās astronomiem ir ticami zināmas vairāk nekā simts citas galaktikas.

Dažas no tām atrodas salīdzinoši tuvu mūsējai un ir pamanāmas pat ar neapbruņotu aci, piemēram, galaktika Coma Berenices zvaigznājā. Citus var redzēt tikai ar observatorijas jaudīgo teleskopu. Vēl citi ir atšķirami tikai no orbitālās stacijas, kur atmosfēra netraucē kosmosa novērošanai.

Visums, pēc zinātnieku domām, ir bezgalīgs, un tajā ir bezgalīgs skaits galaktiku. Daži ir dzimuši no karstas gāzes un putekļu mākoņiem, citi ir tādā pašā stāvoklī kā mūsu Piena ceļš, bet citi izgaist, izsmēluši savu enerģiju.


Joprojām nav vienotas teorijas, kas izskaidro Visuma izcelsmi un zvaigžņu un galaktiku veidošanos tajā. Iespējams, tālā nākotnē cilvēce iegūs šīs zināšanas, taču pagaidām mēs par tām varam veidot tikai fantastiskākos minējumus.

Visuma redzamās daļas izmēri ir vienkārši pārsteidzoši! Tomēr tas ir tikai smilšu graudiņš bezgalīgā okeāna krastā - Lielā Visuma -, kura patieso vērtību mēs nespējam iedomāties vai aprēķināt ...

Piena Ceļa galaktika ir daļa no blakus esošo galaktiku saimes, kas pazīstama kā Vietējā grupa, un kopā ar tām veido galaktiku kopu. Starp tuvējām galaktikām ir lieliskas spirāles. Viens no tiem, Andromedas galaktika, ir vistālāk ar neapbruņotu aci redzamais objekts. Lielākā daļa Visuma galaktiku ir spirālveida vai eliptiskas, un daudzas no tām ir daļa no galaktiku kopām.

Visā 19. gs un 20. gadsimta sākumā. astronomi precīzi nezināja, kādus miglainus gaišos punktus viņi redz caur teleskopu. Bija skaidrs, ka zvaigznes ir daļa no Piena ceļa, tāpat kā spilgti gāzes mākoņi, piemēram, Oriona miglājs. Taču, meklējot komētas un planētas, astronomi, piemēram, Čārlzs Mesjē un Viljams Heršels, atrada tūkstošiem vājāku miglāju, no kuriem daudzi bija spirālveida. Astronomi vēlējās uzzināt, vai tās ir galaktikas tālu aiz Piena Ceļa vai tikai gāzu mākoņi mūsu galaktikā. Atbilde uz šo jautājumu bija iespējama tikai tad, kad tika atrasta metode, kā izmērīt attālumus līdz šiem vājajiem miglājiem.

1924. gadā amerikāņu astronoms Edvīns Habls to pārliecinoši pierādīja spirālveida miglāji ir milzu galaktikas, līdzīgs Piena Ceļam, bet bezgalīgi tālu no tā. Ar vienu sitienu viņš atklāja visuma satriecošo bezgalību. Habls bija pirmais, kurš atklāja mainīgās zvaigznes Andromedas galaktikā – Cefeīdas. Tās bija daudz blāvākas nekā Magelāna mākoņu cefeīdas. Spilgtuma atšķirība nozīmēja, ka Andromedas galaktikai jāatrodas 10 reizes tālāk no mums nekā Magelāna mākoņiem.

Andromedas galaktiku var novērot ar neapbruņotu aci – tas ir vistālāk esošais objekts, ko var redzēt bez binokļa vai teleskopa. Neskaitāmas galaktikas ir daudz vājākas par šo un līdz ar to vēl tālāk no mums. Edvīns Habls atklāja galaktiku valstību. Dažu nākamo gadu laikā viņš izmērīja attālumus līdz daudzām citām spirālēm un spēja pierādīt, ka pat tuvākās galaktikas ir tālu no mums. daudzi miljoni gaismas gadu. Novērojamā Visuma izmēri krietni pārsniedza iepriekšējos minējumus.

vietējā grupa

Aplūkojot dziļo kosmosu, mēs atklājam, ka galaktikas nav vienmērīgi sadalītas visā Visumā. Galaktikas saplūst kopā, veidojot kopas vai ģimenes. Mūsu pašu ģimeni sauc par “Vietējo grupu”. Kopumā tas ir diezgan reti sastopams veidojums: apmēram 25 tā dalībnieki ir izkaisīti 3 miljonu gaismas gadu platībā. Lielākās no tām ir Piena Ceļš, kā arī spirālveida galaktikas M31 Andromedā un MZZ Triangulumā. Piena ceļu pavada aptuveni deviņas pundurgalaktikas, kas pārvietojas tuvumā, un Andromedā ir vēl astoņas. Astronomi turpina atrast jaunas vājas galaktikas mūsu vietējā grupā.

Katrs "Vietējās grupas" dalībnieks pārvietojas visu pārējo dalībnieku gravitācijas pievilcības ietekmē. Visas galaktiku kopas satur gravitācijas lauks, kas ir vissvarīgākais no spēkiem, kas darbojas Visumā lielos attālumos. Mērot lokālās grupas galaktiku ātrumus, astronomi var aprēķināt tās kopējo masu. Tas ir apmēram 10 reizes lielāks par redzamo zvaigžņu masu - no tā izriet, ka lokālajā grupā jāsatur daudz tumšas, neredzamas matērijas.

Klasteris Jaunavas zīmē

Ja mēs turpināsim savu ceļojumu ārpus "Vietējās grupas", mēs sastapsimies ar citām nelielām galaktiku grupām - piemēram, Stefana kvintetu, kurā ir sapinušās divas spirālveida galaktikas. Un tad mirgo daudz lielākas kopas. Milzīgais Jaunavas kopums, kas atrodas aptuveni 50 miljonu gaismas gadu attālumā, ir mums tuvākais lielais galaktiku kopums. Tas ir pārāk tālu, lai varētu aprēķināt attālumu, izmantojot mainīgas zvaigznes. Tā vietā aprēķinam tiek izmantoti spožāko zvaigžņu un lielāko zvaigžņu kopu lielumi. To spožums tiek salīdzināts ar līdzīgu objektu mirdzumu, kuru attālums jau ir zināms.

Jaunavas klasteris ir milzīgs; tas ir izplatīts apgabalā, kas aptuveni 200 reižu pārsniedz pilnmēness debesīs aizņemto laukumu! Šajā gigantiskajā klasterī ir vairāki tūkstoši dalībnieku. Tās centrālajā daļā ir trīs eliptiskas galaktikas, kuras pirmo reizi uzskaitīja Čārlzs Mesjē: M84, M86 un M87. Tās ir patiešām milzīgas galaktikas. Lielākais no tiem, M87, pēc izmēra ir salīdzināms ar visu mūsu "Vietējo grupu". Jaunavas kopa ir tik masīva, ka tās gravitācijas darbība ne tikai satur šo milzīgo kolektīvu kopā, bet sniedzas līdz pat mūsu “Vietējai grupai”. Mūsu galaktika un tās pavadoņi lēnām virzās uz Jaunavas kopu.

Kopa Coma Berenices zvaigznājā

Virzoties vēl tālāk, aptuveni 350 miljonu gaismas gadu attālumā, mēs nonākam milzīgā galaktikas pilsētā Coma Berenices zvaigznājā. Tas ir komas klasteris, kurā ir vairāk nekā 1000 spožu eliptisku galaktiku un, iespējams, daudzi tūkstoši mazāku locekļu, kas vairs nav redzami ar mūsdienu līdzekļiem. Kopas izmērs diametrā sasniedz 10 miljonus gaismas gadu; divas supergigantas eliptiskas galaktikas atrodas tās pašā kodolā. Astronomi norāda, ka šajā klasterī ir desmitiem tūkstošu dalībnieku.

Visas galaktikas kopā satur gravitācija. Šajā gadījumā to norāda galaktiku ātrums klasterī tikai daži procenti no kopējās masas ir ietverti zvaigznēs, kuras mēs varam redzēt. Coma Veronica klasteris, tāpat kā citas lielas šāda veida kopas, lielākoties sastāv no tumšās vielas.

Maz ticams, ka spirālveida galaktikas pastāvēs blīvi apdzīvotu kopu centrālajos reģionos, piemēram, Koma Veronikā. Iespējams, tas ir tāpēc, ka kādreiz tur eksistējošās spirālveida galaktikas saplūda kopā, veidojot eliptiskas galaktikas. Coma Cluster ir spēcīgs rentgenstaru avots, ko izstaro ļoti karsta gāze ar temperatūru no 10 līdz 100 miljoniem grādu. Šī gāze atrodas klastera centrālajā daļā; ķīmiskajā sastāvā tas ir tuvu zvaigžņu materiālam.

Iespējams, ka noticis sekojošais. Galaktikas, kas atrodas klastera centrālajā daļā, sadūrās viena ar otru un, pēc trieciena izkliedējot, izmeta savus gāzes mākoņus. Gāze tika uzkarsēta berzes dēļ, kad galaktikas skrēja cauri tai ar ātrumu līdz pat tūkstošiem kilometru sekundē. Tā kā galaktikas zaudēja gāzi, to spirālveida zari pakāpeniski izzuda.

Superkopas un tukšumi

Dziļā kosmosa fotogrāfija parāda, ka, virzoties uz Visumu, galaktikas turpina uznirst un uznirst. Gandrīz katrā virzienā, uz kuru mēs skatāmies, ir izkliedētas vājas galaktikas, piemēram, putekļi. Daži objekti tika atrasti attālumā līdz 10 miljardi gaismas gadu. Katrā no šīm neskaitāmajām galaktikām ir miljardiem zvaigžņu. Šādus skaitļus ir grūti iedomāties pat profesionāliem astronomiem. Ekstragalaktiskais visums ir lielāks par visu, ko var iedomāties.

Gandrīz visas galaktikas atrodas kopās, kurās ir no dažiem līdz daudziem tūkstošiem locekļu. Bet ko var teikt par pašiem šiem klasteriem: varbūt tie arī ir sagrupēti ģimenēs? Jā, tieši tā!

Vietējais klasteru kopums, kas pazīstams kā "vietējais superkops", ir saplacināts veidojums, kas cita starpā ietver lokālo grupu un Jaunavas kopu. Masu centrs atrodas Jaunavas klasterī, un mēs esam nomalē. Astronomi ir pielikuši pūles, lai 3D kartētu vietējo superkopu un atklātu tā struktūru. Izrādījās, ka tajā ir aptuveni 400 atsevišķu galaktiku kopu; šīs kopas tiek savāktas slāņos un joslās, kas atdalītas ar spraugām.

Vēl viena superkopa atrodas Herkulesa zvaigznājā. Pirms tam aptuveni 700 miljonus gaismas gadu un apmēram 300 miljonus gaismas gadu ceļā uz to galaktikas, acīmredzot, vispār nesatiekas.

Tādējādi astronomi ir noskaidrojuši, ka superkopas vienu no otras atdala milzīgas tukšas vietas. Superkopu iekšienē ir arī tādi kā miljoniem gaismas gadu lieli "burbuļi", kas nesatur galaktikas. Superkopas salokās pavedienos un lentēs, piešķirot Visumam vislielākajā mērogā porainu struktūru.

Habla likums un sarkanā nobīde

Tagad mēs zinām, ka mūsu Visums visu laiku paplašinās, kļūst arvien lielāks un lielāks. Hablam bija izšķiroša loma atklājumā. Izmantojot cefeīdu zvaigznes, viņš noteica attālumus līdz tuvākajām galaktikām un noteica to ātrumus pēc sarkanās nobīdes mērījumiem. Atklājums tika veikts, kad viņš uzzīmēja galaktiku ātrumus atkarībā no to attāluma. Izrādījās, ka šo divu lielumu attiecības grafikā ir izteiktas ar taisnu līniju: jo tālāk galaktika atrodas no mums, jo lielāks ir tās ātrums. Habla likums nosaka, ka jo ātrāk galaktika pārvietojas, jo tālāk tā atrodas. Habls atrada saistību starp diviem daudzumiem, ko var izmērīt tuvējām galaktikām: starp attālumu un sarkano nobīdi (kas nodrošina ātrumu). Pēc tam, kad šāds savienojums ir izveidots, Habla likumu var mainīt un izmantot apgrieztajai procedūrai. Mērot sarkano nobīdi attālākām galaktikām, izmantojot Habla likumu, ir iespējams aprēķināt attālumu līdz tām. Tādā veidā astronomi uzzina attālumus līdz tālām galaktikām mūsu Visumā.

Protams, izmantojot Habla likumu, ir zināma neskaidrība par rezultāta pareizību. Piemēram, ja tiek pieļauta neprecizitāte, aprēķinot attālumus līdz tuvākajām galaktikām, grafiks vairs nebūs absolūti pareizs: jebkura kļūda tajā turpināsies dziļajā kosmosā, kad mēģināsim noskaidrot attālumus līdz tālākām galaktikām, izmantojot to. Neskatoties uz to, Habla likums ir vissvarīgākā metode Visuma liela mēroga struktūras izpētei.

Visuma paplašināšanās

Kāpēc Habla likums paredz, ka Visums paplašinās? Visas galaktikas attālinās no mums. Tātad Piena ceļš atrodas Visuma centrā? Galu galā, kad mēs redzam sprādzienu - piemēram, debesīs uzsprāga salūts -, tad no sprādziena vietas viss izkliedējas uz visām pusēm. Tātad, ja viss ap mums lido prom no mums, mums ir jābūt šīs paplašināšanās centrā?

Nē, tā nav: mēs neesam centrā.

Kad sprādziena laikā atsevišķas daļas izkliedējas dažādos virzienos, attālumi starp visiem fragmentiem palielinās. Tas nozīmē, ka katrs gabals "redz", kā visi pārējie aizlido no tā. Lai saprastu, kā tas darbojas, paņemiet balonu un uzzīmējiet uz tā dažas galaktikas, izmantojot spirālveida un eliptiskas ikonas. Tagad lēnām piepūšiet balonu. Paplašinoties, galaktikas attālinās viena no otras. Neatkarīgi no galaktikas, kuru izvēlaties par sākumpunktu, visas pārējās, balonam piepūšoties, tiek izsmidzinātas arvien tālāk.

To var apspriest arī no matemātiskā viedokļa. Bumbiņas apvalks ir izliekta virsma, tai gandrīz nav biezuma. Piepūšot balonu, šī sfēriskā virsma izplešas, aptverot arvien vairāk vietas. Izliektais apvalks, kas pats par sevi ir divdimensiju, izplešas trīsdimensiju telpā. Un, tā kā tas notiek, uz bumbiņas uzzīmētās galaktikas virzās arvien tālāk viena no otras.

Runājot par Visumu, parastās telpas trīs dimensijas izplešas kādā īpašā četrdimensiju telpā, ko sauc par telpu-laiku. Papildu dimensija ir laiks. Laika gaitā trīs kosmosa dimensijas nepārtraukti palielina savu garumu. Galaktiku kopas, kas ir nesaraujami saistītas ar telpas paplašināšanos, pastāvīgi attālinās viena no otras.

Visuma laikmets

Kā astronomi var noteikt Visuma vecumu? Koka vecumu uzzinām, saskaitot gada gredzenus uz griezuma - gadā izaug viens gredzens. Ģeologi var secināt nogulumos nogulsnēto iežu vecumu pēc tajos atrastajām fosilijām. Mēness vecums tika noteikts, mērot radioaktīvos elementus saturošo iežu radioaktivitāti. Visās šajās metodēs tā vai citādi viņi iegūst nepieciešamos datus - gredzenu skaitu, zāģu fosilijas, atlikušā starojuma intensitāti - un izmanto tos vecuma aprēķināšanai.

Lai noteiktu izplešanās Visuma vecumu, mēs pētām lielu skaitu galaktiku attālumu un ātrumu. Izrādās, ka uz katru miljonu gaismas gadu attālumā galaktiku ātrums palielinās par aptuveni 20 km/s (astronomi šo skaitli nezina diezgan precīzi, ar pielaidi 2-3 km/s). Zinot, kā ātrums mainās atkarībā no attāluma, mēs varam aprēķināt, ka pirms 17 miljardiem gadu visa matērija atradās vienā un tajā pašā vietā. Tas ir viens no veidiem, kā noteikt Visuma vecumu. Tā kā viņas vecums ir laiks pēc Lielā sprādziena, kad sākās paplašināšanās...

Plašāku informāciju par Visuma patieso uzbūvi skatiet akadēmiķa N.V. grāmatās. Ļevašovs "Pēdējais aicinājums cilvēcei" un "Nehomogēns Visums" un citi.

800 triljoni saules dzīvo tālā galaktiku kopā

Ivans Terekhovs, 17.10.2010

Bezgalīgais kosmoss jau agrīnā attīstības stadijā zinātniekiem "iemet" arvien jaunas, iespaidīgas eksistences detaļas. Šoreiz astronomi no Hārvarda-Smitsona Astrofizikas centra, strādājot ar SPT (South Pole Telecope), ir atklājuši vienu no masīvākajām galaktiku kopām, kas atrodas 7 miljardu gaismas gadu attālumā no mums. Mēģinot novērtēt darbības mērogu, informācija par kopas kopējo masu var izraisīt reiboni un sliktu dūšu: saskaņā ar mērījumiem zvaigžņu kopas masa ir vienāda ar masu. 800 triljoni saules.

Kolekcija nosaukta SPT-CL J0546-5345, kas atrodas Piktora zvaigznājā. Tā sarkanā nobīde z ir 1,07, kas nozīmē, ka astronomi tagad novēro kopu tādā stāvoklī, kādā tas bija pirms septiņiem miljardiem gadu. Turklāt jau toreiz šī struktūra bija gandrīz tikpat liela kā Veronikas komas klasteris, kas ir viens no blīvākajiem zinātnei zināmajiem klasteriem. Pētnieki uzskata, ka laika gaitā SPT-CL J0546-5345 varētu būt četrkāršojies.

"Šī galaktiku kopa iegūst smagsvara titulu. Šī ir viena no masīvākajām kopām, kas jebkad atrasta šādā attālumā," sacīja Marks Brodvins no centra. (Marks Brodvins) gadā publicētā raksta viens no autoriem "Astrofizikas žurnāls". Kā atzīmēja Brodvins, SPT-CL J0546-5345 daudzas diezgan vecas galaktikas. Tas nozīmē, ka klasteris radās Visuma "bērnībā", tā pastāvēšanas pirmajos divos miljardos gadu. Visuma vecums, saskaņā ar zondi WMAP (Wilkinson Microwave Anizotropy Probe), tiek lēsts uz 13,73 miljardiem gadu. Šādas kopas var būt noderīgas, pētot tumšās matērijas un tumšās enerģijas ietekmi uz dažādu struktūru veidošanos kosmosā.

Komanda atklāja kopu, strādājot ar pirmajiem datiem no SPT teleskopa, kas uzstādīts Amundsen-Scott stacijā Antarktīdā. 10 metru teleskops, kas darbojas 70-300 GHz frekvenču diapazonā, sāka darboties 2007. gadā. Galaktiku kopu meklēšana ir tās galvenais uzdevums, ar SPT datu palīdzību zinātnieki cer pietuvoties tumšās enerģijas stāvokļa vienādojuma iegūšanai, kas, pēc astronomu domām, veido aptuveni 74% no Visuma masas. Astronomi pētīja atrasto kopu, izmantojot Spitzer kosmosa teleskopa instrumentus (Spicera kosmiskais teleskops), kā arī Čīles observatorijas Las Campanas teleskopu grupa. Tas ļāva izdalīt atsevišķas galaktikas klasterī un novērtēt to kustības ātrumu.

SPT-CL J0546-5345 izdevās atklāt, pateicoties tā sauktajam Suņajeva-Zeldoviča efektam - nelielus izkropļojumus kosmiskajā mikroviļņu fona starojumā, Lielā sprādziena "atbalsi", kas rodas, starojumam izejot cauri lielai kopai. Šī meklēšanas metode vienlīdz labi atklāj gan tuvējos, gan attālos klasterus, kā arī ļauj diezgan precīzi novērtēt to masu.

Abonējiet mūs

"... Jūs varat bezgalīgi skatīties uz trim lietām: uguni, ūdeni un zvaigžņotajām debesīm." Šis klasiskais apgalvojums pieder pie aksiomu kategorijas un neprasa pierādījumus. Bet, ja ūdens un uguns cilvēkos dažādās situācijās izraisa dažādas emocijas, tad, ieraugot milzīgu zvaigžņu telti, visiem, kā likums, ir vienādas sajūtas - apbrīna, miers un izpratne par to, cik mazas ir visas mūsu problēmas, salīdzinot ar dzirkstīšanu. un bezgalīgā pasaule izplatījās virs galvas.

Pateicoties skolā iegūtajām zināšanām, mēs saprotam, ka virs mums redzam atsevišķas zvaigznes, piemēram, mūsu Sauli, visas zvaigžņu sistēmas, mūsu galaktiku, Visumu. Tomēr, neskatoties uz mūsdienu cilvēka diezgan augsto izglītības līmeni, daudzi ne visai pareizi saprot, kā galaktika atšķiras no Visuma. Mēģināsim tikt galā ar šo jautājumu, jo īpaši tāpēc, ka tas ir pilnīgi vienkāršs.

Galaxy, mūsu zvaigžņotās mājas

Zvaigžņu sistēmu kopas, kuras savieno gravitācijas spēki, sauc par galaktiku. Šis ir primitīvākais šīs parādības apraksts, bet tajā pašā laikā visprecīzāk atspoguļo tās būtību. Galaktikas var nebūt ļoti lielas, sastāvot no vairākiem miljardiem zvaigžņu, taču tās var būt arī gigantiski monstri, tostarp triljoniem zvaigžņu.

Kā piemēru var minēt pundurgalaktiku Mazais Magelāna mākonis (1,5 miljardi zvaigžņu) un megaformāciju - spirālveida galaktiku ar bezsejas nosaukumu NGC 6872. Precīzu zvaigžņu skaitu tajā ir grūti aprēķināt tās gigantiskā izmēra dēļ, taču fakts, ka skaits sasniedz triljonus, nav šaubu.

Lai skaidrāk iztēlotos šī briesmoņa milzīgumu, varat to salīdzināt ar mūsu lielo kosmosa dzimteni - Piena ceļu (Saules sistēma atrodas šajā galaktikā):

• Piena Ceļa izmērs ir 100-120 tūkstoši gaismas gadu diametrā, un tas arī tiek uzskatīts par tālu no neliela veidojuma;
• lidojums garām galaktikai NGC 6872 pa to pašu maršrutu prasīs ne mazāk kā 500 tūkstošus gaismas gadu.

Starp citu, daudzas galaktikas ir arī savstarpēji saistītas ar gravitācijas spēku un dzīvo (griežas) vienā ritmā. Mūsu galaktiku kopā, bez mums, ir Andromeda (diametrs 200 tūkstoši gaismas gadu), Trīsstūrveida galaktikas (50 tūkstoši gaismas gadu) un vairāki satelītu veidojumi, tā sauktās pundurgalaktikas.

Tātad, ar galaktikām sakārtotas mazliet. Tagad, lai saprastu, kāda ir atšķirība starp galaktiku un Visumu, mums vajadzētu runāt par pašu Visumu.

Visums… Neizdibināmais bezdibenis

Īsumā: Visums ir neierobežots telpas apjoms, kas piepildīts ar zvaigznēm, zvaigžņu sistēmām, galaktikām, melnajiem caurumiem, tukšumiem utt. Un, ļoti iespējams, tajā ir daudz vairāk dažādu objektu un parādību, par kurām mūsdienu zinātne pat nenojauš. Visa šī dažādība ir nemitīgā kustībā un dzīvo savu, dažkārt mums nesaprotamo dzīvi.

Skatoties uz naksnīgajām debesīm, šķiet, ka tās ir vienkārši pieblīvētas ar zvaigznēm. Attēli, kas uzņemti ar pasaulē jaudīgāko Habla teleskopu, šķiet, apstiprina šo iespaidu. Un jaunākie astronomu pētījumi liecina, ka Visumā ir vismaz 100-200 miljardu galaktiku, un saskaņā ar dažiem avotiem vairāk nekā 500 miljardus.Tomēr patiesībā visas šīs zvaigžņu kopas ir bezgala vientuļas bezgalīgā Visumā. Bieži vien tos šķir tik milzīgi attālumi, ka cilvēka prāts tos vienkārši nespēj iedomāties.

Visums izveidojās pēc Lielā sprādziena un attiecīgi tam ir savs vecums, lai gan tam nav robežu. Saskaņā ar jaunākajiem datiem visa kosmosā esošā priekšmātes vecums tiek lēsts uz 13,75 ± 0,13 miljardiem gadu. Tiesa, daudzi nopietni zinātnieki uzskata, ka Visums ir mūžīgs, ka tas ir pastāvējis vienmēr un Lielo sprādzienu nemaz nebija. Tomēr atstāsim zinātniskos strīdus "īpaši apmācītiem cilvēkiem" un pāriesim pie mūsu raksta galvenās lietas.

Salīdzinājums

Tagad apkoposim visu, ko uzzinājām no iepriekšējā materiāla. Mēģināsim noteikt atšķirības starp šiem diviem objektiem. To ir maz, taču tie ir pietiekami nozīmīgi.

Tabulā esam identificējuši galvenos, mūsuprāt, punktus, kas parāda, kāda ir atšķirība starp galaktiku un Visumu. Tēlaini izsakoties, Visumu var iedomāties kā sava veida ekstravagantu māju, kas sastāv no blokiem, no kuriem katrs atšķiras no kaimiņa ar savu svaru, izmēriem un pat fiziskajām īpašībām (teorētiski). Tomēr, neskatoties uz šādu "apjukumu", visa struktūra izskatās pārsteidzoši harmoniska un izturīga. Tas ir pakļauts vienotiem, "universāliem" likumiem, nesatricināmiem un mūžīgiem.