Tähtede galaktikasüsteem on osa universumist. Kosmose tegelikud mõõtmed või galaktikate arv universumis
Universumi nähtava osa suurus on lihtsalt hämmastav! See on aga vaid liivatera piiritu ookeani – Suure Universumi – kaldal, mille tegelikku suurust me ei suuda ette kujutada ega arvutada...
Linnutee galaktika on osa naabergalaktikate perekonnast, mida tuntakse kohaliku rühmana, ja moodustab koos nendega galaktikaparve. Lähedal asuvate galaktikate seas on suurepäraseid spiraale. Üks neist, Andromeeda galaktika, on kõige kaugemal nähtav objekt palja silmaga. Enamik universumi galaktikaid on kas spiraalse või elliptilise kujuga ning paljud neist on osa galaktikaparvedest.
Kogu 19. sajandi jooksul. ja 20. sajandi alguses. astronoomid ei teadnud täpselt, mis need udused valgustäpid neile läbi teleskoobi nähtavad on. Oli selge, et tähed olid osa sellest Linnutee nii ka eredad gaasipilved nagu Orioni udukogu. Kuid komeete ja planeete otsides avastasid astronoomid, nagu Charles Messier ja William Herschel, tuhandeid nõrgemaid udukogusid, millest paljud on spiraalsed. Astronoomid tahtsid teada, kas need on galaktikad, mis asuvad kaugel Linnuteest või lihtsalt gaasipilved meie galaktikas. Sellele küsimusele vastati alles siis, kui leiti viis nende nõrkade udukogude kauguste mõõtmiseks.
1924. aastal tõestas Ameerika astronoom Edwin Hubble seda veenvalt spiraalsed udukogud on hiiglaslikud galaktikad, sarnane Linnuteele, kuid on sellest lõpmatult kaugel. Ühe hoobiga paljastas ta universumi vapustava tohutu. Hubble avastas esimesena Andromeeda galaktikas muutlikud tähed – tsefeidid. Need olid palju tuhmimad kui Magellaani pilvede tsefeidid. Heleduse erinevus tähendas, et Andromeeda galaktika peaks olema meist 10 korda kaugemal kui Magellani pilved.
Andromeeda galaktikat on võimalik näha palja silmaga – see on kõige kaugem objekt, mida on võimalik näha ilma binokli või teleskoobita. Lugematud galaktikad on palju tuhmimad kui see ja seetõttu meist veelgi kaugemal. Edwin Hubble avastas galaktikate kuningriigi. Järgmise paari aasta jooksul mõõtis ta kaugusi paljude teiste spiraalideni ja suutis tõestada, et isegi lähimad galaktikad on meist kaugel. palju miljoneid valgusaastaid. Vaadeldava universumi suurus on tunduvalt ületanud varasemaid oletusi.
Kohalik rühm
Süvakosmosesse vaadates avastame, et galaktikad ei ole universumis ühtlaselt jaotunud. Galaktikad koonduvad kokku, moodustades klastreid või perekondi. Meie oma perekond nimega "Kohalik grupp". See on üldiselt üsna hõre moodustis: umbes 25 selle liiget on hajutatud 3 miljoni valgusaasta kaugusel. Suurimad neist on Linnutee, samuti spiraalgalaktikad M31 Andromeedas ja M3 Triangulumis. Linnuteega on kaasas umbes üheksa kääbusgalaktikat, mis liiguvad läheduses ja Andromeedal on veel kaheksa. Astronoomid leiavad meie kohalikust rühmast jätkuvalt üha rohkem nõrku galaktikaid.
Iga kohaliku rühma liige liigub kõigi teiste liikmete gravitatsioonijõu all. Kõiki galaktikaparve hoiab koos gravitatsiooniväli, mis on Universumis kõige olulisem suurte vahemaade tagant mõjuv jõud. Mõõtes kohaliku rühma galaktikate kiirust, saavad astronoomid arvutada selle kogumassi. See on massist ligikaudu 10 korda suurem nähtavad tähed, - sellest järeldub, et kohalik rühm peab sisaldama palju tumedat, nähtamatut ainet.
Kobar Neitsis
Kui jätkame oma teekonda kohalikust rühmast kaugemale, kohtame teisi väikeseid galaktikate rühmi – näiteks Stefani kvintetti, milles kaks spiraalgalaktikat on lukustatud. Ja siis vilguvad palju suuremad kobarad. Tohutu Neitsi parv, mis asub umbes 50 miljoni valgusaasta kaugusel, on meile lähim suur galaktikate parv. See on liiga kaugel, et kaugust muutuvate tähtede abil arvutada. Selle asemel kasutatakse arvutustes kõige heledamate tähtede ja suurimate täheparvede suurusi. Nende sära võrreldakse sarnaste objektide säraga, mille kaugus on juba teada.
Neitsi klaster on tohutu; see levib alal, mis on ligikaudu 200 korda suurem kui täiskuu taevas hõivatud ala! Sellel hiiglaslikul klastril on mitu tuhat liiget. Selle keskosas on kolm elliptilist galaktikat, mille esimesena loendis Charles Messier: M84, M86 ja M87. Need on tõeliselt suured galaktikad. Neist suurim, M87, on suuruselt võrreldav kogu meie “Kohaliku Grupiga”. Neitsi klaster on nii massiivne, et selle gravitatsiooniline tõmbejõud mitte ainult ei hoia seda tohutut kollektiivi koos, vaid ulatub ka meie "kohaliku rühmani". Meie galaktika ja selle kaaslased liiguvad aeglaselt Neitsi parve poole.
Kooma Berenikese tähtkujus asuv kobar
Liikudes veelgi kaugemale, umbes 350 miljoni valgusaasta kaugusele, jõuame tohutu galaktilise linna juurde Coma Berenicese tähtkujus. See on koomaparv, mis sisaldab enam kui 1000 heledat elliptilist galaktikat ja võib-olla palju tuhandeid väiksemaid liikmeid, mis pole enam nähtavad tänapäevastel viisidel. Parve suurus ulatub 10 miljoni valgusaastani; kaks ülihiiglaslikku elliptilist galaktikat asuvad selle tuumas. Astronoomide hinnangul sisaldab see klaster kümneid tuhandeid liikmeid.
Kõiki galaktikaid hoiavad parves gravitatsioonijõud. Sel juhul näitavad galaktikate kiirused klastris seda vaid mõni protsent kogumassist sisaldub meile nähtavates tähtedes. Koomaparv, nagu ka teised seda tüüpi suured klastrid, koosneb peamiselt tumeainest.
Tihedalt asustatud klastrite keskosad, nagu Coma Berenices, ei sisalda tõenäoliselt spiraalgalaktikaid. Selle põhjuseks võib olla asjaolu, et seal kunagi eksisteerinud spiraalgalaktikad on ühinenud, moodustades elliptilised galaktikad. Coma Cluster on tugev röntgenikiirguse allikas, mida kiirgab väga kuum gaas, mille temperatuur on vahemikus 10 kuni 100 miljonit kraadi. See gaas leiti klastri keskosas; omal moel keemiline koostis see on lähedane tähtede materjalile.
Võimalik, et juhtus järgmine. Parve keskosas paiknevad galaktikad põrkasid omavahel kokku ja pärast kokkupõrget hajudes heitsid oma gaasipilved maha. Gaas kuumutati hõõrdumise tõttu, kui galaktikad kiirusega kuni tuhandeid kilomeetreid sekundis sellest läbi tormasid. Kui galaktikad kaotasid gaasi, kadusid järk-järgult nende spiraalsed harud.
Superparved ja tühimikud
Süvakosmose pildistamine näitab, et kui me liigume universumisse, siis galaktikad ilmuvad ja ilmuvad. Peaaegu igas suunas, kuhu vaatame, on hajuvad nõrgad galaktikad, nagu tolm. Mõned objektid tuvastati kuni kuni 10 miljardit valgusaastat. Igas neist lugematutest galaktikatest on miljardeid tähti. Isegi professionaalsetel astronoomidel on raske selliseid numbreid ette kujutada. Ekstragalaktiline universum on suurem kui kõik mõeldav.
Peaaegu kõik galaktikad asuvad klastrites, mis koosnevad mõnest kuni mitme tuhande liikmeni. Aga mida nende klastrite endi kohta öelda: võib-olla on nad ka perekondadeks koondunud? Jah, täpselt nii!
Kohalik klastrite klaster, tuntud kui kohalik superparv, on lame moodustis, mis hõlmab muu hulgas kohalikku rühma ja Neitsi klastrit. Massikeskus asub Neitsi klastris ja meie oleme äärealadel. Astronoomid on teinud jõupingutusi kohaliku superparve kolmemõõtmeliseks kaardistamiseks ja selle struktuuri paljastamiseks. Selgus, et see sisaldab umbes 400 üksikut galaktikaparvet; need klastrid kogutakse kihtidena ja triipudena, eraldatuna intervallidega.
Teine superparv asub Heraklese tähtkujus. See on umbes 700 miljoni valgusaasta kaugusel ja umbes 300 miljoni valgusaasta jooksul teel sinna ei kohtu galaktikad ilmselt üldse.
Nii on astronoomid kindlaks teinud, et superparved on üksteisest eraldatud hiiglaslike tühjade aladega. Superparvede sees on ka miljonite valgusaastate suurused "mullid", mis ei sisalda galaktikaid. Superparved voldivad niitideks ja lintideks, andes universumile selle kõige suuremas ulatuses käsnja struktuuri.
Hubble'i seadus ja punane nihe
Nüüd teame, et meie universum paisub kogu aeg, muutudes aina suuremaks. Otsustav roll Hubble mängis avalöögis. Tsefeidi tähti kasutades määras ta kaugused lähimate galaktikateni ning punanihke mõõtmiste põhjal määras nende kiirused. Avastus tehti, kui ta joonistas galaktikate kiirused ja nende kaugused. Selgus, et nende kahe suuruse suhet väljendatakse graafikul sirgjoonega: mida kaugemal on galaktika meist, seda suurem on selle kiirus. Hubble'i seadus väidab, et mida kiiremini galaktika liigub, seda kaugemal ta on. Hubble leidis seose kahe suuruse vahel, mida saab mõõta lähedalasuvate galaktikate jaoks: kauguse ja punanihke (mis annab kiiruse) vahel. Ja pärast sellise ühenduse loomist saab Hubble'i seaduse ümber pöörata ja kasutada vastupidiseks protseduuriks. Kaugemate galaktikate punanihet mõõtes on võimalik Hubble'i seadust kasutades arvutada kaugus nendeni. Nii saavad astronoomid teada meie universumi kaugete galaktikate kaugused.
Muidugi on Hubble'i seadust kasutades teatud ebakindlus tulemuse õigsuse suhtes. Näiteks kui läheduses asuvate galaktikate kauguste arvutamisel esineb ebatäpsus, ei ole graafik enam absoluutselt õige: mis tahes viga selles jätkub süvakosmosesse, kui proovime seda kasutada kaugemate galaktikate kauguste väljaselgitamiseks. Hubble'i seadus on aga kõige olulisem meetod Universumi mastaapse struktuuri uurimiseks.
Universumi paisumine
Miks järeldub Hubble'i seadusest, et universum paisub? Kõik galaktikad põgenevad meie eest. Nii et Linnutee on universumi keskmes? Lõppude lõpuks, kui näeme plahvatust - näiteks taevas plahvatavat ilutulestikku -, siis kõik hajub plahvatuse kohast igas suunas. Niisiis, kui kõik meid ümbritsev lendab meist eemale, siis peame olema selle laienemise keskmes?
Ei, see pole tõsi: me ei ole kesklinnas.
Kui plahvatuse ajal lendavad üksikud osad erinevatesse suundadesse laiali, suurenevad kõigi kildude vahelised kaugused. See tähendab, et iga fragment "näeb", kuidas kõik teised sellest minema lendavad. Et mõista, kuidas see juhtub, võtke õhupall ja joonistage sellele mõned galaktikad, kasutades spiraalseid ja elliptilisi sümboleid. Nüüd pumbake õhupall aeglaselt täis. Paisudes kaugenevad galaktikad üksteisest. Ükskõik millise galaktika te lähtepunktiks valite, hajuvad õhupalli täitumisel kõik teised aina kaugemale.
Seda saab arutada ka matemaatilisest vaatenurgast. Palli kest on kumer pind, sellel pole peaaegu mingit paksust. Kui õhupalli täis pumbate, venib see sfääriline pind, et katta kõik enamus ruumi. Kumer kest, olles ise kahemõõtmeline, laieneb kolmemõõtmelises ruumis. Ja kui see juhtub, liiguvad pallile joonistatud galaktikad üksteisest üha kaugemale.
Mis puudutab universumit, siis tavaruumi kolm dimensiooni laienevad spetsiaalseks neljamõõtmeliseks ruumiks, mida nimetatakse aegruumiks. Lisamõõde on aeg. Aja jooksul suurendavad ruumi kolm mõõdet pidevalt oma ulatust. Galaktikaparved, mis on lahutamatult seotud laieneva kosmosega, eemalduvad üksteisest pidevalt.
Universumi ajastu
Kuidas saavad astronoomid määrata universumi vanuse? Puu vanuse saame teada, lugedes lõikel aastarõngaid - aastas kasvab üks rõngas. Geoloogid võivad vanuse piirata kivid, settinud, vastavalt neis leitud fossiilidele. Kuu vanus määrati sisaldavate kivimite radioaktiivsuse mõõtmise teel radioaktiivsed elemendid. Kõigi nende meetodite puhul saadakse ühel või teisel viisil vajalikud andmed - rõngaste arv, sae fossiilid, järelejäänud kiirguse intensiivsus - ja nende abiga arvutatakse vanus.
Paisuva Universumi vanuse määramiseks uurime suure hulga galaktikate vahemaid ja kiirusi. Selgub, et iga miljoni valgusaasta kohta suureneb galaktikate kiirus umbes 20 km/s (astronoomid ei tea seda arvu päris täpselt, tolerantsiga 2-3 km/s). Teades, kuidas kiirus vahemaaga muutub, saame arvutada, et 17 miljardit aastat tagasi oli kogu mateeria samas kohas. See on üks viise Universumi vanuse määramiseks. Kuna tema vanus on aeg, mis on möödunud Suurest Paugust, mil algas laienemine...
Lisateavet Universumi tegeliku struktuuri kohta leiate akadeemik N.V. Levashov “Viimane üleskutse inimkonnale” ja “Heterogeenne universum” jt.
Üks kauge galaktikaparv on koduks 800 triljonile Päikesele.
Ivan Terekhov, 17.10.2010
Lõpmatu ruum "viskab" teadlastele üha uusi, muljetavaldavaid eksistentsi detaile oma arengu varases staadiumis. Seekord avastasid Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse astronoomid SPT (South Pole Telecope) teleskoobiga töötades meist 7 miljardi valgusaasta kaugusel ühe kõige massiivsema galaktikaparve. Teave parve kogumassi kohta võib tegevuse ulatuse hindamisel põhjustada pearinglust ja iiveldust: mõõtmiste kohaselt on täheparvel mass. võrdne massiga 800 triljonit päikest.
Klaster, nn SPT-CL J0546-5345, mis asub Pildi tähtkujus. Selle punanihe z on 1,07, mis tähendab, et astronoomid jälgivad praegu klastri seisundit, milles see oli seitse miljardit aastat tagasi. Pealegi oli see struktuur juba siis peaaegu sama suur kui Coma Berenicese klaster, mis on üks tihedamaid klastreid, teadusele teada. Teadlased usuvad, et viimase aja jooksul SPT-CL J0546-5345 oleks võinud neljakordistada.
"See galaktikate parv võidab raskekaalu tiitli. See on üks massiivsemaid klastreid, mis sellel kaugusel kunagi leitud,” ütles keskuse töötaja Mark Brodwin (Mark Brodwin) aastal avaldatud artikli üks autoreid "Astrofüüsikaline ajakiri". Nagu Brodwin märkis, sisse SPT-CL J0546-5345 seal on palju üsna vanu galaktikaid. See tähendab, et klaster tekkis universumi "lapsepõlves", selle eksisteerimise esimese kahe miljardi aasta jooksul. Universumi vanus, vastavalt sondile WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), on hinnanguliselt 13,73 miljardit aastat vana. Sellised klastrid võivad olla kasulikud tumeaine mõju uurimisel ja tume energia erinevate struktuuride moodustumise kohta ruumis.
Meeskond avastas klastri, töötades Antarktika Amundsen-Scotti jaama SPT teleskoobi varajaste andmetega. Sagedusvahemikus 70-300 GHz töötav 10-meetrine teleskoop alustas tööd 2007. aastal. Galaktikaparvede otsimine on selle põhieesmärk, SPT andmete abil loodavad teadlased jõuda lähemale tumeenergia olekuvõrrandi saamisele, mis astronoomide hinnangul moodustab umbes 74% Universumi massist. Astronoomid uurisid avastatud klastrit Spitzeri kosmoseteleskoobi instrumentide abil. (Spitzeri kosmoseteleskoop), samuti teleskoopide rühm Tšiili Las Campanase observatooriumis. See võimaldas tuvastada parve üksikuid galaktikaid ja hinnata nende liikumise kiirust.
SPT-CL J0546-5345 avastati tänu nn Sunyajevi-Zeldovitši efektile – kosmilise mikrolaine taustkiirguse väiksematele moonutustele, Suure Paugu “kajale”, mis tekivad siis, kui kiirgus läbib suurt klastrit. See otsingumeetod on ühtviisi hea nii lähedalasuvate kui ka kaugemate klastrite tuvastamisel ning võimaldab ka nende massi üsna täpselt hinnata.
Järgne meile
Galaktika
Üks universumi suurimaid mõistatusi on see, et lõputud triljonid tähed ei ole kogu kosmoses ühtlaselt jaotunud. Ei, tähed rühmituvad galaktikateks, täpselt nagu inimesed kogunevad linnadesse, jättes nendevahelised ruumid asustamata.
Meie galaktika nimi on Linnutee. See on tohutu pöörlev lame ketas, mis koosneb gaasist, tolmust ja umbes 200 miljardist tähest. Naabertähtede vaheline kaugus galaktikas on triljoneid kilomeetreid tühja ruumi. Meie Päike, üks paljudest galaktikat asustavatest tähtedest, asub selle äärealal.
Kui vaatame öötaevasse, vaatame läbi tähtede, justkui läbi vihmapiisad, aknaklaasi külge kinni jäänud. Kõik üksikud tähed, mida me taevas näeme, kuuluvad Linnuteele. Meie galaktika on spiraalse kujuga. Ülevalt näeb see välja nagu tähtede keeris. Tähed tiirlevad ümber galaktika keskpunkti, täpselt nagu planeedid tiirlevad ümber tähtede.
Ühe pöörde tegemiseks selles tähekarussellis kulub Päikesel umbes 200 miljonit aastat ja see liigub kiirusega mitte vähem kui 940 000 kilomeetrit tunnis. Väljastpoolt näeb galaktika välja nagu ketas, mille keskel on tõus. Selge ööga taevast ületav helevalge triip on osa sellest kettast.
Seotud materjalid:
Mis on komeedid?
Teised galaktikad
Nii näeme me oma galaktikat. Kui suudaksime sellest kaugemale jõuda, näeksime universumit kogu selle puutumatus ilus: tohutut läbitungimatut musta ruumi, mille üle on hajutatud eredalt valgustatud galaktikad nagu valgustatud saared öises meres. Linnutee ise on tohutu kosmiline moodustis, kuid see on vaid üks 100 miljardist kosmosegalaktikast, mis on vaatluseks saadaval.
Kuigi iga galaktika on miljonite päikeste kogum, asuvad nad meist nii kaugel, et neid tajutakse üsna hämarate udukogudena. Väikese teleskoobiga saab vaadata mitukümmend galaktikat. Noh, kui kasutate kõige kaasaegsemat võimsamat teleskoopi, saate mitte ainult uurida paljusid galaktikaid, vaid ka näha mõne galaktika üksikuid tähti.
Väga selgel ööl on mõnikord võimalik eristada Andromeeda galaktikat, Linnutee lähimat naabrit. Pealegi pole selleks vaja optilist seadet. Nii nagu Linnutee, on ka Andromeeda udukogu spiraal. Rohkem kui pooled galaktikatest on spiraalse kujuga. Need galaktikad nagu küla pöörlev ratas sisaldavad uusi, vanu ja keskealisi tähti.
Seotud materjalid:
Kuidas raketid lendavad?
Erineva kujuga galaktikad
On olemas elliptilised galaktikad. Need on tohutud ümarad pallid, mis on valmistatud miljarditest tähtedest. Mõned neist galaktikatest on peaaegu täiesti ümmargused, teised on veidi lapikud. Elliptilistes galaktikates pöörlevad tähed väga tihedalt ümber keskpunkti, meenutades mesilaste sülemi. Enamasti koosnevad elliptilised galaktikad vanadest tähtedest, millest paljud on punased hiiglased.
Seetõttu helendavad elliptilised galaktikad peaaegu alati punaselt või oranžilt. On ka teistsuguse kujuga galaktikaid. On galaktikaid, mis meenutavad kuju poolest läätsekujulist läätse, või spiraalikujulisi galaktikaid, mille keskel pole paksenemist. On galaktikaid, millel pole üldse kuju. Selliseid galaktikaid nimetatakse ebaregulaarseteks.
Juhtumid galaktikatega
Kuigi galaktikad tunduvad väljastpoolt rahulikud ja rahulikud täheparved, võib nende välimus olla väga petlik. Need maailmad on äärmuslike loodusšokkide stseen, maavärinate ja vulkaanipursete galaktiline vaste. Siin on kaasaegne näide. M87 galaktika keskpunktist tekkis koletu sinivalge kuuma gaasi emissioon. Kosmosesse lasti tohutul hulgal energiat. Väljapaisatud gaasi tuline keel on umbes 5000 valgusaastat pikk. Teadlased arvavad, et galaktika keskel asuv must auk, mis neelab kosmilist tolmu ja terveid tähti, on selle kohutavalt majesteetliku kuva allikaks.
Meid ümbritsev kosmos ei ole ainult öötaevas sädelevad üksikud tähed, planeedid, asteroidid ja komeedid. Kosmos on tohutu süsteem, kus kõik on üksteisega tihedas vastasmõjus. Planeedid on rühmitatud tähtede ümber, mis omakorda koonduvad parveks või udukoguks. Neid moodustisi võivad esindada üksikud valgustid või need võivad sisaldada sadu, tuhandeid tähti, moodustades suuremahulisi universaalseid moodustisi – galaktikaid. Meie täheriik, Linnutee galaktika, on vaid väike osa tohutust universumist, kus leidub ka teisi galaktikaid. Universum on pidevas liikumises. Iga kosmoseobjekt on osa konkreetsest galaktikast. Tähti järgides liiguvad ka galaktikad, millest igaühel on oma suurus, konkreetne koht tihedas universaalses järjekorras ja oma liikumistrajektoor. Pikka aega olid inimkonna teaduslikud ideed kosmose kohta üles ehitatud Päikesesüsteemi planeetide, tähtede ja mustade aukude ümber, mis asustavad meie tähekodu – Linnutee galaktikat. Kõik teised kosmoses teleskoopide abil tuvastatud galaktilised objektid kaasati automaatselt meie galaktilise ruumi struktuuri. Sellest tulenevalt polnud aimugi, et Linnutee pole ainus universaalne moodustis. Piiratud tehnilised võimalused ei lubanud vaadata kaugemale, Linnuteest kaugemale, kus tavatarkuse kohaselt algab tühjus. Alles 1920. aastal suutis Ameerika astrofüüsik Edwin Hubble leida tõendeid selle kohta, et universum on palju suurem ja koos meie galaktikaga on selles tohutus ja lõputus maailmas ka teisi, suuri ja väikeseid galaktikaid. Universumil pole tegelikku piiri. Mõned objektid asuvad meile üsna lähedal, Maast vaid mõne miljoni valgusaasta kaugusel. Teised, vastupidi, asuvad universumi kaugemas nurgas, olles silma alt ära. Peaaegu sada aastat on möödas ja galaktikate arvu tänapäeval hinnatakse juba sadadele tuhandetele. Sellel taustal ei tundu meie Linnutee üldsegi nii tohutu, kui mitte päris pisike. Tänapäeval on juba avastatud galaktikaid, mille suurused on isegi matemaatilise analüüsi jaoks keerulised. Näiteks universumi suurima galaktika IC 1101 läbimõõt on 6 miljonit valgusaastat ja see koosneb enam kui 100 triljonist tähest. See galaktiline koletis asub meie planeedist rohkem kui miljardi valgusaasta kaugusel. Sellise tohutu moodustise, mis on globaalses mastaabis universum, struktuuri esindavad tühjus ja tähtedevahelised moodustised - filamendid. Viimased jagunevad omakorda superparvedeks, galaktikatevahelisteks parvedeks ja galaktilisteks rühmadeks. Selle tohutu mehhanismi väikseim lüli on galaktika, mida esindavad arvukad täheparved – käed ja gaasiudud. Eeldatakse, et universum paisub pidevalt, pannes galaktikad liikuma tohutu kiirusega suunas universumi keskmest perifeeriasse. Kui kujutame ette, et vaatleme kosmost oma Linnutee galaktikast, mis väidetavalt asub universumi keskmes, siis näeb universumi ehituse suuremahuline mudel välja selline. Tumeaine – ehk tühjus, superparved, galaktikate parved ja udukogud – on kõik Suure Paugu tagajärjed, mis tähistas universumi tekke algust. Miljardi aasta jooksul toimub selle struktuur transformatsiooni, galaktikate kuju muutub, kuna mõned tähed kaovad, alla neelatud mustad augud, teised aga, vastupidi, muutuvad supernoovadeks, muutudes uuteks galaktilisteks objektideks. Miljardeid aastaid tagasi oli galaktikate paigutus täiesti erinev sellest, mida me praegu näeme. Nii või teisiti võime kosmoses toimuvate pidevate astrofüüsikaliste protsesside taustal teha teatud järeldusi, et meie Universumil puudub konstantne struktuur. Kõik kosmoseobjektid on pidevas liikumises, muutes oma asukohta, suurust ja vanust. Tänaseks on tänu Hubble'i teleskoobile olnud võimalik tuvastada meile lähimate galaktikate asukohta, määrata nende suurusi ja määrata asukohta meie maailma suhtes. Astronoomide, matemaatikute ja astrofüüsikute jõupingutustega on koostatud Universumi kaart. Üksikuid galaktikaid on tuvastatud, kuid enamasti on sellised suured universaalsed objektid rühmitatud mitmekümneliikmelistesse rühmadesse. Sellise rühma galaktikate keskmine suurus on 1-3 miljonit valgusaastat. Rühm, kuhu meie Linnutee kuulub, sisaldab 40 galaktikat. Lisaks rühmadele on galaktikatevahelises ruumis tohutult palju kääbusgalaktikaid. Reeglina on sellised moodustised suuremate galaktikate satelliidid, nagu meie Linnutee, Triangulum või Andromeeda. Kuni viimase ajani peeti meie tähest 35 kiloparseki kaugusel asuvat kääbusgalaktikat "Segue 2" universumi väikseimaks galaktikaks. 2018. aastal avastasid Jaapani astrofüüsikud aga veelgi väiksema galaktika - Virgo I, mis on Linnutee satelliit ja asub Maast 280 tuhande valgusaasta kaugusel. Kuid teadlased usuvad, et see pole piir. On suur tõenäosus, et eksisteerivad palju tagasihoidlikumad galaktikad. Galaktikarühmade järel tulevad parved, kosmosepiirkonnad, milles on kuni sadu erinevat tüüpi, kuju ja suurusega galaktikaid. Kobarad on kolossaalse suurusega. Reeglina on sellise universaalse moodustise läbimõõt mitu megaparsekit. Universumi struktuuri eripäraks on selle nõrk muutlikkus. Vaatamata tohututele kiirustele, millega galaktikad universumis liiguvad, jäävad nad kõik ühe parve osaks. Siin toimib põhimõte säilitada ruumis osakeste asukoht, mida mõjutab suure paugu tulemusena tekkinud tumeaine. Eeldatakse, et nende tumeainega täidetud tühimike mõjul liiguvad galaktikate parved ja rühmad üksteisega naabruses miljardeid aastaid samas suunas. Universumi suurimad moodustised on galaktikate superparved, mis ühendavad galaktikate rühmi. Tuntuim superparv on Great Clown Wall, universaalse ulatusega objekt, mis ulatub üle 500 miljoni valgusaasta. Selle superparve paksus on 15 miljonit valgusaastat. Praegustes tingimustes ei võimalda kosmoseaparaadid ja tehnoloogia meil Universumit täies sügavuses uurida. Saame tuvastada ainult superparvesid, klastreid ja rühmi. Lisaks on meie ruumis hiiglaslikud tühimikud, tumeaine mullid. Kaasaegne universumi kaart võimaldab meil mitte ainult määrata oma asukohta ruumis. Tänapäeval on inimene tänu võimsate raadioteleskoopide kättesaadavusele ja Hubble'i teleskoobi tehnilistele võimalustele suutnud mitte ainult ligikaudselt arvutada universumi galaktikate arvu, vaid määrata ka nende tüübid ja sordid. Veel 1845. aastal suutis Briti astronoom William Parsons gaasipilvede uurimisel teleskoobi abil paljastada galaktikaobjektide struktuuri spiraalse olemuse, keskendudes asjaolule, et erinevates piirkondades võib täheparvede heledus olla suurem või väiksem. . Sada aastat tagasi peeti Linnuteed ainsaks teadaolevaks galaktikaks, kuigi teiste galaktikatevaheliste objektide olemasolu oli matemaatiliselt tõestatud. Meie kosmoseaed sai oma nime juba ammustel aegadel. Vanad astronoomid märkasid öötaevas müriaate tähti vaadates nende asukohale iseloomulikku tunnust. Peamine tähtede parv oli koondunud mööda mõttelist joont, mis meenutas pritsitud piima teed. Linnutee galaktika ja teise tuntud Andromeeda galaktika taevakehad on kõige esimesed universaalsed objektid, millest avakosmose uurimine alguse sai. Meie Linnutee sisaldab kõiki galaktilisi objekte, mis tavalises galaktikas olema peaksid. Siin on tähtede parved ja rühmad, mille koguarv on ligikaudu 250-400 miljardit.Meie galaktikas on gaasipilvi, mis moodustavad relvi, leidub musti auke ja meiega sarnaseid päikesesüsteeme. Samal ajal on Linnutee, nagu Andromeda ja Triangulum, vaid väike osa Universumist, osa Neitsi superparve kohalikust rühmast. Meie galaktika on spiraalikujuline, mille keskpunkti ümber liigub suurem osa täheparvedest, gaasipilvedest ja muudest kosmoseobjektidest. Välise spiraali läbimõõt on 100 tuhat valgusaastat. Linnutee ei ole kosmiliste standardite järgi suur galaktika, selle mass on 4,8 x 1011 Mʘ. Meie Päike asub samuti Orion Cygnuse ühes harus. Kaugus meie tähest Linnutee keskpunktini on 26 000 ± 1400 valgusaastat. aastat. Pikka aega arvati, et astronoomide seas üks populaarsemaid Andromeeda udukogu on osa meie galaktikast. Hilisemad uuringud selle kosmoseosa kohta andsid ümberlükkamatuid tõendeid selle kohta, et Andromeeda on iseseisev galaktika ja palju suurem kui Linnutee. Teleskoopide abil saadud pildid näitasid, et Andromeedal on oma tuum. Siin on ka täheparvesid ja on oma udukogusid, mis liiguvad spiraalselt. Iga kord püüdsid astronoomid vaadata universumis aina sügavamale ja sügavamale, uurides tohutuid kosmosealasid. Selle universaalse hiiglase tähtede arv on hinnanguliselt 1 triljon. Edwin Hubble'i jõupingutuste abil õnnestus määrata ligikaudne kaugus Andromeedast, mis ei saanud olla meie galaktika osa. See oli esimene galaktika, mida nii lähedalt uuriti. Järgnevad aastad tõid galaktikatevahelise ruumi uurimise valdkonnas uusi avastusi. Põhjalikumalt on uuritud seda osa Linnutee galaktikast, milles meie galaktika asub. Päikesesüsteem. Alates 20. sajandi keskpaigast on selgunud, et lisaks meie Linnuteele ja tuntud Andromeedale on suur summa muud moodustised universaalsel skaalal. Kord aga nõudis avakosmose tellimist. Kui tähti, planeete ja muid kosmilisi objekte sai klassifitseerida, siis galaktikate puhul oli olukord keerulisem. Mõjutatud tohutu suurus uuris kosmosealasid, mida polnud mitte ainult visuaalselt raske uurida, vaid ka inimloomuse tasandil hinnata. Hubble oli esimene, kes sellise sammu astus, tehes katse 1962. aastal loogiliselt klassifitseerida sel ajal tuntud galaktikad. Klassifitseerimine viidi läbi uuritavate objektide kuju alusel. Selle tulemusel õnnestus Hubble'il kõik galaktikad paigutada nelja rühma: Tuleb märkida, et meie Linnutee on tüüpiline spiraalgalaktika, kuid seal on üks "aga". Viimasel ajal on ilmsiks tulnud silla – lati, mis paikneb kihistu keskosas – olemasolu. Teisisõnu, meie galaktika ei pärine galaktika tuumast, vaid voolab sillalt välja. Traditsiooniliselt näeb spiraalgalaktika välja nagu lame spiraalikujuline ketas, mis sisaldab tingimata heledat keskpunkti – galaktika tuuma. Universumis on enamus neid galaktikaid ja neid tähistatakse ladina tähega S. Lisaks on spiraalgalaktikad jagatud neljaks alarühmaks – So, Sa, Sb ja Sc. Väikesed tähed näitavad heleda südamiku olemasolu, varrukate puudumist või vastupidi, tiheda varrukakatte olemasolu keskosa galaktikad. Sellistes kätes on tähtede parved, täherühmad, mis hõlmavad meie päikesesüsteemi, ja muud kosmoseobjektid. Selle tüübi peamine omadus on aeglane pöörlemine ümber keskpunkti. Linnutee teeb revolutsiooni ümber oma keskpunkti iga 250 miljoni aasta järel. Keskele lähemal asuvad spiraalid koosnevad peamiselt vanade tähtede parvedest. Meie galaktika keskpunkt on must auk, mille ümber toimub kogu põhiline liikumine. Marsruudi pikkus kaasaegsed hinnangud on tsentri poole 1,5-25 tuhat valgusaastat. Spiraalgalaktikad võivad oma eksisteerimise ajal ühineda teiste väiksemate universaalsete moodustistega. Selliste kokkupõrgete tõendiks varasematel perioodidel on tähtede halod ja parvede halod. Sarnane teooria on aluseks spiraalgalaktikate tekkimise teooriale, mis tekkisid kahe naabruses asuva galaktika kokkupõrke tagajärjel. Kokkupõrge ei saanud mööduda jäljetult, andes uuele moodustisele üldise pöörlemisimpulsi. Spiraalgalaktika kõrval on kääbusgalaktika, üks, kaks või mitu korraga, mis on suurema moodustise satelliidid. Spiraalgalaktikatele struktuurilt ja koostiselt lähedased on elliptilised spiraalgalaktikad. Need on tohutud, suurimad universaalsed objektid, sealhulgas suur hulk superparved, tähtede parved ja rühmad. Suurimates galaktikates ületab tähtede arv kümneid triljoneid. Peamine erinevus selliste moodustiste vahel on nende ruumis väga laiendatud kuju. Spiraalid on paigutatud ellipsi kujul. Elliptiline spiraalgalaktika M87 on üks universumi suurimaid. Piirdega galaktikad on palju vähem levinud. Need moodustavad ligikaudu poole kõigist spiraalgalaktikatest. Erinevalt spiraalmoodustistest pärineb sellistes galaktikates sillast, mida nimetatakse latiks ja mis tekib kahest kõige enam heledad tähed, mis asub kesklinnas. Ilmekas näide Sellised moodustised on meie Linnutee ja Suure Magellani Pilve galaktika. Varem liigitati see moodustis ebakorrapärasteks galaktikateks. Hüppaja välimus on sisse lülitatud Sel hetkel tänapäeva astrofüüsika üks peamisi uurimisvaldkondi. Ühe versiooni kohaselt imeb lähedal asuv must auk endasse ja neelab gaasi naabertähtedelt. Universumi kõige ilusamad galaktikad on spiraal- ja ebaregulaarsed galaktikad. Üks ilusamaid on Pöörise galaktika, mis asub taevases Canes Venatici tähtkujus. Sel juhul on selgelt näha galaktika kese ja samas suunas pöörlevad spiraalid. Ebaregulaarsed galaktikad on kaootiliselt paiknevad tähtede superparved, millel puudub selge struktuur. Sellise moodustise ilmekas näide on galaktika number NGC 4038, mis asub Raveni tähtkujus. Siin on koos tohutute gaasipilvede ja udukogudega näha täielikku korra puudumist kosmoseobjektide paigutuses. Universumit saate lõputult uurida. Iga kord, uue tulekuga tehnilisi vahendeid, kergitab mees ruumikardinat. Galaktikad on inimmõistuse jaoks kõige arusaamatumad objektid avakosmoses nii psühholoogilisest kui ka teaduslikust vaatenurgast. Kui teil on küsimusi, jätke need artikli all olevatesse kommentaaridesse. Meie või meie külastajad vastavad neile hea meelega "...Sa võid lõputult vaadata kolme asja: tuld, vett ja tähistaevast." See klassikaline väide kuulub aksioomide kategooriasse ega vaja tõestust. Aga kui vesi ja tuli põhjustavad inimesi erinevaid olukordi erinevaid emotsioone, siis tohutut tähetelki nähes valdavad reeglina kõik samad tunded - imetlus, rahu ja arusaam sellest, kui väikesed on kõik meie probleemid võrreldes meie peade kohal laiutava sädeleva ja piiritu maailmaga. Tänu koolis omandatud teadmistele mõistame, et näeme enda kohal üksikuid tähti nagu meie Päike, terveid tähesüsteeme, meie galaktikat, universumit. Siiski, hoolimata üsna kõrge tase haridust kaasaegne inimene, paljud ei saa päris õigesti aru, mille poolest galaktika universumist erineb. Proovime selle küsimuse välja mõelda, eriti kuna see on täiesti lihtne. Gravitatsioonijõududega ühendatud tähesüsteemide klastreid nimetatakse galaktikateks. See on selle nähtuse kõige primitiivsem kirjeldus, kuid peegeldab samal ajal kõige täpsemalt selle olemust. Galaktikad ei pruugi olla väga suured, koosnedes mitmest miljardist tähest, kuid neid on ka hiiglaslikud koletised sisaldab triljoneid tähti. Näiteks on kääbusgalaktika Väike Magellani Pilv (1,5 miljardit tähte) ja megaformatsioon - spiraalgalaktika näotu nimega NGC 6872. Selles sisalduvate tähtede täpset arvu on raske välja arvutada hiiglaslik suurus, kuid pole kahtlust, et see arv ulatub triljonitesse. Selle koletise avaruse selgemaks ettekujutamiseks võite seda võrrelda meie suure kosmilise kodumaaga - Linnutee(Päikesesüsteem asub selles galaktikas): Muide, paljud galaktikad on ka gravitatsiooniga ühendatud ja elavad (pöörlevad) samas rütmis. Meie galaktikaparves on peale meie Andromeeda (läbimõõt 200 tuhat valgusaastat), galaktikad kolmnurk (50 tuhat valgusaastat) ja hulk satelliidi moodustisi, nn kääbusgalaktikaid. Niisiis, oleme galaktikaid veidi sorteerinud. Nüüd, et mõista galaktika ja universumi erinevust, peaksime rääkima universumist endast. Lühidalt: universum on piiritu ruumala, mis on täidetud tähtede, tähesüsteemide, galaktikate, mustade aukude, tühjuse jne. kaasaegne teadus isegi ei kahtlusta. Kogu see mitmekesisus on pidevas liikumises ja elab oma elu, mõnikord meile arusaamatut. Öist taevast vaadates tundub, et see on lihtsalt tähti täis. Maailma võimsaima teleskoobiga Hubble tehtud pildid näivad seda muljet kinnitavat. Ja viimased astronoomide uuringud näitavad, et universumis on vähemalt 100-200 miljardit galaktikat ja mõningatel andmetel üle 500 miljardi. Kuid tegelikult on kõik need täheparved piiritu universumis lõpmatult üksildased. Sageli eraldavad neid nii suured vahemaad, et inimmõistus ei suuda neid lihtsalt ette kujutada. Universum tekkis pärast Suurt Pauku ja vastavalt sellele on sellel oma vanus, ehkki sellel pole piire. Viimastel andmetel on kõige kosmoses leiduva ema vanus 13,75±0,13 miljardit aastat. Tõsi, paljud tõsiseltvõetavad teadlased usuvad, et Universum on igavene, et see on alati olemas olnud ja ühestki Suurest Paugust polnud jälgegi. Kuid jätkem teaduslikud vaidlused "spetsiaalselt koolitatud inimestele" ja liigume edasi meie artikli põhipunkti juurde. Nüüd paneme kokku kõik, mida me eelmisest materjalist õppisime. Proovime määrata nende kahe objekti erinevused. Neid on vähe, kuid need on üsna märkimisväärsed. Tabelis oleme välja toonud peamised meie arvates punktid, mis näitavad, mis vahe on galaktika ja universumi vahel. Piltlikult öeldes võib universumit ette kujutada omamoodi ekstravagantse majana, mis koosneb plokkidest, millest igaüks erineb naabrist oma kaalu, suuruse ja isegi füüsikalised omadused(teoorias). Vaatamata sellisele "segadusele" näeb kogu struktuur aga üllatavalt harmooniline ja vastupidav. See allub ühtsetele, “universaalsetele” seadustele, mis on kõigutamatu ja igavene. Need, kellele meeldib vaadata öist tähistaevast, on ilmselt märganud laia riba, mis on tihedalt täis erinevaid tähti (heledad, vaevumärgatavad, sinised, valged jne). See parv on galaktika. Mis on galaktikad? Üks Universumi suurimaid mõistatusi on see, et lugematud tähed ei ole kosmoses kaootiliselt laiali, vaid on rühmitatud galaktikateks. Peaaegu samamoodi nagu inimesed asustavad linnu, jättes vahele ruumi asulad tühi. Meie planeet on osa galaktikast.Mõned galaktikate nimed on meile hästi teada: Suur ja Väike Magellani pilv, Andromeeda udukogu. Me näeme neid palja silmaga, samas kui teised on Maast väga kaugel pikka aegaÜksikuid tähti neis ei olnud võimalik uurida, see oli võimalik alles 20. sajandil. "Mis on galaktikad?" - See küsimus on teadlasi juba pikka aega huvitanud. Kuid tõeline läbimurre selles valdkonnas toimus 20. sajandi lõpus, kui Hubble'i teleskoop loodi ja kosmosesse saadeti. Nii suur, et seda on võimatu isegi ette kujutada. Ühest otsast teise jõudmiseks kulub valguskiirel sada tuhat Maa aastat. Selle keskel on tuum, millest hargnevad välja mitmed tähtedega täidetud spiraalsed jooned. See "tihedus" on vaid näiline, tegelikult asuvad nad üsna hõredalt. Teatud erinevad tüübid galaktikad. Need erinevad kuju, kaalu, suuruse ja ka neis sisalduvate ainete poolest. Kõik need sisaldavad gaasi ja tähetolmu. Galaktikaid on spiraalseid, elliptilisi, korrapäratuid, sfäärilisi ja muid vorme. Mis on galaktikad? Mis on nende vanus? Kuidas need on ehitatud? Millised protsessid neis toimuvad? Nende vanus on ligikaudu võrdne. Teadlastele on siiani mõistatus, milline on galaktika tuum. Mõned tuumad leiti olevat üsna aktiivsed. See oli üllatus, sest enne seda avastust arvati, et tuum on sadadest miljonitest tähtedest koosnev tihe parv. Emissioon (nii optiline kui ka raadio) võib mõne galaktika tuuma puhul mitme kuu jooksul muutuda. See tähendab, et nad vabastavad lühikese aja jooksul tohutul hulgal energiat (palju rohkem kui supernoova). 1963. aastal avastati täiesti uued tähekujulised objektid, mida nimetati kvasariteks. Nende heledus, nagu hiljem selgus, ületab kaugelt galaktikate heledust. On hämmastav, et kvasarite heledus võib muutuda. Galaktikate teke on loomulik protsess, mis toimub galaktikate mõjul. Galaktikate tüüpide ja vormide mitmekesisus on seletatav nende sünnitingimuste mitmekesisusega. Galaktika kokkutõmbumine võib kesta 3 miljardit aastat. Sel ajal muundatakse gaas gaasipilve kokkusurumisel tähed (teatud tiheduse ja temperatuuri saavutamisel, mis on piisav termotuumaprotsesside jaoks). Järk-järgult ammenduvad tähtedevahelise gaasi varud ja tähtede teke muutub vähem intensiivseks. Kui kõik ressursid on ammendatud, muutub see läätsekujuliseks, mis koosneb täielikult punastest tähtedest. Selle etapi läbivad elliptilised galaktikad, mille gaasivarud kasutati ära 15-20 miljardit aastat tagasi. Paljude inimeste ettekujutus sellest, mis galaktikad on, kujuneb paljudest ulmefilmidest, mille kangelased armastavad rännata läbi avakosmose, külastades tundmatuid planeete ja galaktikaid. Tegelikult pole seda lähitulevikus oodata. Isegi kui liigume valguse kiirusel (mis on praegu samuti võimatu), jõuame Andromeeda udukoguni (meile lähim galaktika) alles 2,5 miljoni aasta pärast. Kuigi (astronoomide arvutuste kohaselt) läheneb see meile ja 4-5 miljardi aasta pärast põrkab see kokku meie Linnuteega, mis viib uue elliptilise galaktika tekkeni.Mis on Universumi tegelik struktuur?
Sammud universumi uurimise suunas
Galaktikate tüübid vastavalt aktsepteeritud klassifikatsioonile
järeldused
Galaxy, meie täheline kodu
Universum... Arusaamatu kuristik
Võrdlus
Laadimine...
