Факты о галактиках: интересные факты о близких и далеких галактиках
Приветствую вас, уважаемые любители космоса!
Галактика — это массивная и гравитационно связанная система, состоящая из звезд (таких как Солнце), остатков звезд (компактных звезд), межзвездной среды из газа и пыли, а также важной, но неправильно понятой темной материи — материи, предположительно для учета гравитационных эффектов, которые кажутся результатом невидимой массы.
Размер галактик может варьироваться от карликовых с десятью миллионами звезд до огромных гигантских галактик с сотней триллионов звезд.
Каждая звезда вращается вокруг собственного центра масс своей галактики, и, по оценкам, в наблюдаемой Вселенной существует более 170 миллиардов галактик.
Давайте углубимся в изучение еще многих фактов о галактиках!
Факты и информация о галактиках
- Размер галактик может варьироваться от карликовых с десятью миллионами звезд до огромных гигантских галактик с сотней триллионов звезд. Каждая звезда вращается вокруг центра масс своей галактики;
- В наблюдаемой Вселенной насчитывается более 170 миллиардов галактик, но существует и «будущий предел видимости». Объекты, выходящие за этот предел, никогда не попадут в нашу наблюдаемую вселенную в любое время в бесконечном будущем. Причина этого в том, что свет, излучаемый объектами за пределами этого предела, никогда не достигнет нас;
- Десятки тысяч галактик были каталогизированы, но лишь немногим из них даны устоявшиеся названия, такие как галактика Андромеда, Млечный Путь, Магеллановы облака, Галактика Водоворот и Галактика Сомбреро;
- Слово галактика происходит от греческого слова «galaxias», что буквально означает «молочный». Это отсылка к галактике Млечный Путь, в которой находится наша Солнечная система;
- Галактики исторически классифицируются по их видимой форме, которых существует три:
- Спиральные галактики имеют форму диска с пыльными изогнутыми рукавами;
- Неправильные галактики имеют необычную или неправильную форму;
- Эллиптическая галактика, имеет световой профиль эллиптической формы.
- Большинство галактик имеют диаметр от 1000 до 10 000 парсеков. Парсек — астрономическая единица длины. Для сравнения: один парсек эквивалентен примерно 31 триллиону километров или 19 триллионам миль;
- В астрономической литературе слово «Галактика» с заглавной буквы используется для обозначения нашей галактики, Млечного Пути. Это должно отличать ее от миллиардов других галактик во Вселенной;
- Большинство галактик во Вселенной на самом деле являются карликовыми галактиками. Они относительно малы по сравнению с другими галактиками — примерно в одну сотую размера Млечного Пути, насчитывающего всего несколько миллиардов звезд;
- До 2021 года самой далекой и древней галактикой, когда-либо обнаруженной, была запоминающаяся «z8 GND 5296», которая находится на расстоянии примерно 13,1 миллиарда световых лет от нас. Ее открыла в октябре 2013 года группа астрономов из Техасского университета в Остине под руководством Стивена Финкельштейна (Steven Finkelstein);
- По состоянию на 2021 год самой далекой и древней галактикой, когда-либо обнаруженной, является «GN-z11». С помощью космического телескопа «Хаббл» НАСА астрономы смогли заглянуть в далекое прошлое, когда яркую галактику видели 13,4 миллиарда лет назад.
Факты о галактиках – формирование галактик
В наблюдаемой Вселенной около 170 миллиардов галактик.
У каждой из этих галактик есть своя история об их происхождении. Так как же образуются галактики?
Начнем с рассмотрения Вселенной.
По мнению астрономов, все началось с Большого взрыва.
Эта теория утверждает, что Вселенная возникла как единая горячая точка, которая расширялась и остывала.
Это очень длительный процесс, который начался 13,8 миллиардов лет назад. И даже сейчас она продолжает расширяться!
Вселенная настолько велика, что свету от далеких галактик требуются миллионы или даже миллиарды лет, чтобы достичь нас.
К тому времени, когда он достигает нас, мы на самом деле видим то, как он выглядел в прошлом.
Именно по этой причине более близкие галактики выглядят более развитыми, чем более далекие от нас.
Образно говоря, чем дальше мы смотрим в космос, тем больше мы возвращаемся во времени.
Галактики существовали задолго до нас, поэтому задуматься о том, как они появились, довольно сложно.
Однако у астрономов есть некоторые объяснения по этому поводу, глядя на их эволюцию.
Согласно одной из теорий, Вселенная началась в основном из легких элементов водорода и гелия.
Некоторые области стали более плотными, пока все больше частиц не собралось в кружащиеся облака.
Когда эти облака стали больше, они начали разрушаться под действием силы тяжести.
Они сливаются с другими облаками и становятся еще больше.
Закручиваясь и сливаясь, облака продолжали разрушаться и образовывали звезды.
Другая теория утверждает, что звезды сформировались раньше, чем галактики.
Возможно, совокупность пыли и газа породила звезды, а затем эти звезды начали формировать группы или звездные скопления.
Эти шаровые скопления продолжали сливаться с другими скоплениями, становясь более крупными галактиками, которые мы знаем сегодня.
До сих пор галактики все еще взаимодействуют и развиваются.
Мы видели некоторые из них, находящиеся в процессе слияния, и обычно более крупные галактики поглощают меньшие галактики.
На самом деле наша галактика Млечный Путь уже поглотила около 12 галактик.
Кроме того, по прогнозам, примерно через 4,5 миллиарда лет она столкнется со своим крупнейшим спиральным соседом, Галактикой Андромеда.
А вы знали?
Изучение галактики Андромеда установило наличие темной материи.
Американский астроном Вера Рубин (Vera Rubin) обнаружила, что движение галактики, похоже, противоречит законам движения Ньютона (Newton).
Поскольку большая часть видимого вещества сосредоточена вблизи центра, предметы вокруг него должны двигаться быстрее, чем те, что находятся по краям.
Однако Рубин обнаружила, что галактические вещества вращаются по одной и той же орбите, независимо от того, находятся ли они вблизи центра или далеко по краям.
Это привело к выводу, что должна существовать невидимая масса, удерживающая галактику вместе — они назвали ее темной материей.
Типы галактик
Было время, когда мы думали, что Млечный Путь — единственная галактика.
Ситуация изменилась, когда была открыта большая и яркая Андромеда.
Однако до того, как она стала известна как галактика, ее ранее называли «Большая туманность Андромеды».
Сама природа этих объектов стала предметом Великого спора между Харлоу Шепли (Harlow Shapley) и Хибером Кертисом (Heber Curtis).
Шепли считал, что «спиральные туманности», подобные «Туманности Андромеда», находятся в пределах Млечного Пути.
Кертис, однако, заявил, что это независимые галактики.
Вы знали?
Немецкий философ Иммануил Кант (Immanuel Kant) ввёл термин «островные вселенные», чтобы обозначить, что галактики отделены друг от друга.
Астроном Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) доказал, что на самом деле существуют галактики, отдельные от нашей.
В зависимости от внешнего вида их делят на три основные группы: эллиптические, спиральные и неправильные.
Эллиптические галактики
Эллиптическая галактика IC 2006
Около трети всех известных галактик — эллиптические галактики.
Они имеют примерно эллипсоидную (вытянутую) форму и гладкое, почти безликое изображение.
Большинство звезд в этих галактиках — более старые звезды.
Поскольку они содержат мало газа и пыли, они не являются местами звездообразования.
Существует два типа эллиптических галактик: гигантские и карликовые.
- Гигантские эллиптические тела образуются при слиянии небольших галактик. Они могут иметь ширину более миллиона световых лет и содержать около триллиона звезд;
- Карликовые эллиптические объекты намного меньше гигантских. Их диаметр составляет всего около нескольких тысяч световых лет.
Спиральные галактики
NGC 3810 (нормальная спираль)
NGC 1300 (спираль с перемычкой)
Спиральные галактики: NGC 3810 (нормальная спираль) и NGC 1300 (спираль с перемычкой)
Как следует из названия, спиральные галактики выглядят как плоские вращающиеся диски с изогнутыми рукавами, напоминающими вертушку.
На этот тип приходится две трети всех известных галактик.
Помимо рукавов, еще одна примечательная особенность спиральных галактик — это отчетливые выпуклости в центре.
Молодые звезды населяют спиральные рукава этих галактик, а более старые — вокруг галактического центра.
Галактики этого типа могут быть как нормальными, так и с перемычкой.
- Обычные спирали имеют рукава, идущие от центральной выпуклости;
- Спирали с перемычкой имеют выраженные перемычки поперек центральной выпуклости. В отличие от обычных спиралей, их рукава разматываются от концов стержня, а не от центральной выпуклости.
Неправильные галактики
Неправильная галактика IC 4710
Галактики, которые не классифицируются ни как эллиптические, ни как спиральные, называются неправильными галактиками.
В них много газа и пыли, а это означает, что формируется много молодых звезд.
Неправильные галактики не имеют четкой формы.
Причиной этой неравномерности часто является гравитационное влияние соседних галактик.
А вы знали?
Галактики, занимающие промежуточное положение между эллиптическими и спиральными, называются линзовидными галактиками.
Они похожи на «линзы» и имеют вращающиеся звездные диски без спиральных рукавов.
Местная группа
Вселенная настолько велика, что мы не сможем увидеть ее целиком.
Поэтому у нас есть термин «наблюдаемая Вселенная».
Это та часть Вселенной, которую мы можем наблюдать и проверять с Земли.
Точно так же, как мы можем находить места на Земле, основываясь на том, что находится поблизости, мы также можем определить свое местоположение во Вселенной, выражаясь локально.
Земля — Солнечная система — Галактика Млечный Путь — Местная группа — Сверхскопление Девы — Сверхскопление Ланиакея
Мы знаем, что наша планета принадлежит Солнечной системе и что Солнечная система является частью Млечного Пути.
Наш Млечный Путь также принадлежит к скоплению галактик, называемому Местной группой.
В Местной группе около 80 галактик.
Самая крупная из них — Галактика Андромеда, за ней следуют Млечный Путь и Галактика Треугольник.
Локальная группа принадлежит к Сверхскоплению Девы, которое также называют Местным сверхскоплением.
Сверхскопление Девы (Virgo Supercluster) является частью еще более крупной группы под названием Сверхскопление Ланиакея (Laniakea Supercluster).
Карликовые галактики
Карликовые галактики — небольшие галактики с малой массой и низкой светимостью.
Галактики этого типа наиболее распространены в Местной группе.
Обычно эти карликовые галактики действуют как спутники более крупных.
В Местной группе находится множество карликовых галактик, вращающихся вокруг трех крупнейших членов.
По сравнению с миллиардами звезд в более крупных галактиках, в карликовых галактиках всего от сотен до нескольких тысяч звезд.
Галактические столкновения и слияния
NGC 4676 (Галактики Мышки)
Столкновения и слияния галактик – нередкие события.
Этот галактический танец длится миллионы лет, поэтому мы не можем наблюдать, как он разворачивается на наших глазах.
Однако компьютерное моделирование может помочь нам увидеть, каким будет такое событие.
Если галактики принадлежат к одним и тем же группам и скоплениям, это означает, что они расположены относительно близко друг к другу.
Из-за этого их гравитация может влиять на тех, кто находится рядом с ними, и наоборот.
Поскольку карликовые галактики имеют более слабое гравитационное притяжение, чем более крупные галактики, они обычно поглощаются более крупными.
Иногда галактика может сопротивляться притяжению другой, и столкновения удается избежать.
Однако эти двое все еще могут влиять друг на друга.
Сила гравитации между этими двумя галактиками все еще может искажать их форму и внешний вид.
Даже если столкновения и слияния кажутся пугающими, звезды в галактике разбросаны.
Астрономы говорят, что вероятность столкновения звезд друг с другом в этом случае очень мала.
Вместо этого можно с уверенностью сказать, что новые звезды будут формироваться в результате объединения материалов двух взаимодействующих галактик.
С учетом сказанного, Солнечная система будет в безопасности, когда Млечный Путь и галактика Андромеда наконец столкнутся в далеком будущем.
Центральные черные дыры
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна (Albert Einstein) открыла возможность существования черных дыр.
Однако даже сам Эйнштейн сомневался в его существовании.
В 2019 году было сделано первое изображение тени черной дыры, которое доказало, что черные дыры вполне реальны.
Черные дыры — это очень мощные поля, из которых не может выйти даже свет.
Большинство из них являются остатками умерших массивных звезд. Итак, всегда ли в центре каждой галактики есть черная дыра?
Считается, что почти каждая крупная галактика имеет в галактическом центре черную дыру.
Даже у Млечного Пути есть такое.
Считается, что они находятся в центре каждой галактики, потому что такие мощные силы могут быть ответственны за притяжение материала, положившего начало созданию галактик.
Черные дыры поглощают все, что находится рядом с ними.
При этом она поглотила все, что было рядом. То, что было вне ее досягаемости, начало вращаться вокруг нее, образуя новую галактику.
Вы знали?
Термин «черная дыра» был придуман Джоном А. Уилером (John A. Wheeler) в 1967 году.
Но почему черные дыры такие мощные?
Это потому, что они вмещают так много в такой маленький размер.
По оценкам, центральные черные дыры составляют примерно 1/1000 массы родительских галактик.
Черные дыры становятся спящими или неактивными, когда рядом нет звезд и других объектов.
Считается, что сверхмассивная черная дыра Млечного Пути, расположенная в Стрельце А*, долгое время находилась в спящем состоянии.
Однако сильные вспышки, обнаруженные на ней в 2019 году, могут указывать на нечто большее.
Знаете ли вы?
В Малом Магеллановом Облаке и Большом Магеллановом Облаке, по-видимому, нет черных дыр.
Тем не менее, это не исключает возможности того, что они могут быть, просто незамеченными, потому что они слишком малы.
Известные галактики
Здесь мы выбрали несколько наиболее выдающихся и важных галактик (с точки зрения землянина), каждая из которых имеет ссылку на собственный путеводитель, полный конкретных фактов о галактиках.
Млечный путь
Млечный Путь – это галактика, в которой находится наша Солнечная система.
Название «млечный» происходит от греческого слова «galaxias».
Он описывает внешний вид галактики как тусклую светящуюся полосу, которая изгибается по ночному небу, делая отдельные звезды неразличимыми невооруженным глазом.
Галактика Андромеда
Галактика Андромеда, также известная как Мессье 31 или M31, представляет собой спиральную галактику, расположенную примерно в 2,5 миллионах световых лет (2,4×1019 километров) от Земли.
Расположенная в созвездии Андромеда, это ближайшая к Млечному Пути спиральная галактика, где находится наша Солнечная система.
Это также самая большая галактика в Местной группе.
Галактика Барнарда
Есть галактики меньшего размера, чем наша собственная, которые известны как карликовые галактики.
Одна из них — галактика Барнарда (Barnard’s Galaxy), также известная как NGC 6822.
Эта карликовая неправильная галактика — одна из галактических соседей Млечного Пути.
Карликовая эллиптическая галактика Стрельца
Эллиптическая галактика — это тип галактики с примерно эллипсоидной формой и гладким, почти безликим изображением.
Одной из них является карликовая сфероидальная галактика Стрельца, также известная как карликовая эллиптическая галактика Стрельца (The Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy).
Ее диаметр составляет около 10 000 световых лет, а в настоящее время она находится на расстоянии около 70 000 световых лет от Солнечной системы.
Карликовая неправильная галактика Стрельца
Неправильная галактика — это галактика, не имеющая отчетливой правильной формы, одна из них — карликовая неправильная галактика Стрельца (Sagittarius Dwarf Irregular Galaxy), также известная как SagDIG — карликовая галактика в созвездии Стрельца.
Галактика Чёрный Глаз
Спиральная галактика, известная темной полосой поглощающей пыли, расположенной перед ярким ядром галактики (относительно Земли).
Галактика Черный Глаз (The Black Eye Galaxy) — относительно изолированная спиральная галактика на расстоянии 17 миллионов световых лет от нас в умеренно северном созвездии Волосы Вероники (Coma Berenices).
Галактика Фейерверк
Каждая галактика имеет свои уникальные характеристики.
Одна из них — галактика Фейерверк (The Fireworks Galaxy).
Также известна как галактика звездообразования из-за количества созданных новых звезд.
Она получила название «Галактика Фейерверк» из-за количества взрывов сверхновых, зарегистрированных в Галактике только за последнее столетие.
В Галактике было обнаружено по меньшей мере десять сверхновых.
Галактика Подсолнух
В отличие от спиральных галактик грандиозного дизайна, хлопьевидные спиральные галактики не имеют четко выраженных спиральных рукавов.
Вместо этого у них, похоже, много прерывистых ответвлений.
M63, также называемая Галактикой Подсолнух (The Sunflower Galaxy), является одной из таких хлопьевидных спиральных туманностей.
Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.
До скорых встреч! Заходите!
Комментарии к этой статье:
Спасибо за прекрасные статьи. Читая их понимаешь, какими мелкими являются все проблемы нашей жизни. И нервная система успокаивается.
Александр, спасибо за ваш отзыв. Очень приятно что вам нравятся наши статьи, мы будем продолжать в том же духе)
Уважаемые дамы и господа, хочу ознакомить вас с альтернативным взглядом на Большой Взрыв.
Речь пойдёт, как ни странно — о псевдоожижении.
Широко известны два вида псевдоожижения:
«Кипящий слой» или «псевдоожижение». Суть процесса заключается в том, что в емкость помещается вещество, состоящее из мелких, твердых частиц, а снизу, под давлением, подается жидкость, газ или их смесь. При определенном давлении жидкости и / или газа, частицы этого вещества начинают преодолевать силу тяжести и силы сцепления друг с другом и с поверхностью, на которой они изначально расположены, и начинают интенсивно перемещаться. В этом случае частицы вещества перемещаются по законам гидравлики, а сам процесс визуально выглядит: как кипящая жидкость. Отсюда — и название процесса.
Так что, вроде бы, все ясно: чтобы добиться псевдоожижения, необходимо пропустить жидкость или газ с необходимым давлением — через слой мелких, твёрдых частиц. И, получится — желаемое.
Однако, существует метод псевдоожижения, работающий без жидких или газообразных веществ: это, так называемое, вибрационное псевдоожижение Простейший пример – это просеивание песка через сито. Чтобы процесс просеивания интенсифицировать – сито встряхивают.
Здесь важно то, что среда, состоящая из мелких, твёрдых частиц приобретает свойства жидкости — в обоих процессах. А это означает, что частицы этой cреды могут легче перемещаться, а, также, при этом, могут быть реализованы различные технологические процессы. Такой процесс и называют псевдоожижением.
Однако, в 1984 году, в бывшем Союзе, вышла монография, под названием «Электродинамическое псевдоожижение дисперсных систем (автор: О.А. Мяздриков). Она посвящена процессу псевдоожижения очень мелких, твёрдых, электропроводных частиц в электрическом поле. Внешне этот процесс похож на «классические» виды псевдоожижения. А автор рассматривал использование этого процесса в основном, в технологиях обработки самого порошка, состоящего из таких частиц.
Книга вышла только на русском языке и не так широко известна, как должна была бы быть (на мой взгляд). Меня же заинтересовало использование этого процесса — в различных устройствах. Я стал заниматься этим в инициативном порядке (дома), получил авторское, а, значительно позже – и два патента на эту тему.
До сих пор, все эти виды псевдоожижения рассматривались отдельно, вне связи друг с другом. А меня заинтересовал вопрос: что может быть общего – в этих, таких различных процессах?
В прошлом, 2023 году вышла открытая публикация на мой немецкий патент
№ DE10 2021 000 076.5, под названием «Способ псевдоожижения и способ электродинамического псевдоожижения, а также устройства, работа которых основана на использовании способа электродинамического псевдоожижения». Такое, несколько «тяжеловесное» название предполагаемого патента, было вызвано желанием — ответить на поставленный выше вопрос.
Я предположил, что псевдоожижение наступает тогда, когда внешние силы заставляют перемещаться мелким, твёрдым частицам – как пылинкам при «броуновском» движении, то есть, хаотично, беспорядочно. В своих экспериментах на дому, у меня получалось иногда, что в замкнутом объеме, где происходило электродинамическое псевдоожижение, иногда хаотичное движение частиц прекращалось и вместо него, во всем объеме псевдоожижения – образовывалась неподвижная структура, состоящая из одинаковых фигур (типа пчелиных сот). Потом, при небольшом изменении напряжения она распадалась и опять начиналось хаотичное движение частиц. Конечно, такое наверняка наблюдали и другие люди, но я сделал предположение, что это – фракталы. И, что интересно, при броуновском движении – также наблюдали фракталы.
Я пришел к выводу, что заставить перемещаться мелким, твердым частицам так же хаотично, как при «броуновском» движении, можно разными способами, а, не только тремя перечисленными, поэтому псевдоожижение в природе – должно быть не таким уж и редким явлением. Отметим, что в природе, многое — поразительно повторяется, причем, на разных уровнях. Например, некоторые раковины улиток на Земле, как и многие галактики в космосе, имеют форму, похожую на спираль Архимеда [18]. Воронки, образующиеся в воде различных водоемов, также вращаются по траекториям, похожим на спирали Архимеда. Наконец, вода из ванной точно так же стекает в сливное отверстие.
Все описанные выше виды псевдоожижения могут быть реализованы, только в ограниченном объёме, что определяется современными технологическими возможностями человечества. Но, такого ограничения может не быть — в природе (в космосе).
Астрономы давно заметили огромные скопления газа и пыли в космосе. В течение миллиардов лет там формируются твердые частицы разных размеров, которые могут беспорядочно перемещаться, под действием самых разных сил (а, самые маленькие твердые частицы могут перемещаться в невесомости, даже — под действием различных типов излучения, в том числе, и света. Такие частицы движутся случайным образом и образуют огромные области псевдоожижения, что, в свою очередь, предполагает, что здесь действуют законы гидравлики. И, кстати, форма многих галактик (в виде плоской спирали) — также может определяться этим фактом.
Кроме того, в масштабах Вселенной, даже планеты, звезды, и даже галактики – не более, чем «пылинки» мироздания. И тут, всё определяется силами внешнего воздействия на объекты…
Дальнейшие рассуждения могут привести — к неожиданным выводам.
Человека всегда интересовало устройство Вселенной, ее возраст и пр. Широкое распространение получила гипотеза Большого Взрыва. Новые данные, полученные с помощью космических телескопов – увеличивают возраст Вселенной (от момента Большого Взрыва), по меньшей мере, до двух десятков миллиардов лет. А красное смещение показывает, что галактики разлетаются в разные стороны, как после взрыва.
Конечно, гипотеза Большого Взрыва вызывает вопросы: как Вселенная могла (первоначально) поместиться в одной точке пространства, что явилось толчком к возникновению Вселенной, и пр.
Выше, я рассказал, как в своих экспериментах, в зоне псевдоожижения, вместо динамичной картины процесса – вдруг появлялась «застывшая» картинка, в виде одинаковых образований (фракталов), заполняющих весь объем области псевдоожижения.
А, если Космос – тоже область псевдоожижения, то можно предположить, что никакого Большого Взрыва – и не было. Вместо него, произошёл переход Вселенной: от «застывшего» состояния (фракталы) – в нынешнее, динамичное. Материя остается, но меняется её вид. Тогда, отпадает необходимость в предположении об исходной точке, из которой «вышла» Вселенная, откуда появилась вся материя.
Однако, неизбежно, появляются уже другие (но, тоже, невообразимо сложные), вопросы. Если вся Вселенная, одномоментно, меняет свой вид, то можно забыть о такой константе, как скорость света. Если же меняются только части Вселенной, то скорость света – может быть константой. Наверное, каждый раз, после «застывшей» фазы, появляется новая Вселенная, со своим набором констант и соответствующих законов. А предыдущая Вселенная – исчезает навсегда.
Но, в какой-то, случайный момент (когда совпадут какие-то условия), Вселенная опять перейдет в другое, «застывшее» состояние, и, так далее…
На мой взгляд, такое предположение — не менее «весомо», чем гипотеза Большого Взрыва.
Sergei, обалденный комментарий! Так держать!