Byla objevena největší spirální galaxie ve vesmíru. Kolik galaxií ve vesmíru zná moderní člověk? Pozorovatelné galaxie

Vázaný silami gravitační interakce. Počet hvězd a velikosti galaxií se mohou lišit. Galaxie obvykle obsahují několik milionů až několik bilionů (1 000 000 000 000) hvězd. Kromě běžných hvězd a mezihvězdného prostředí obsahují galaxie také různé mlhoviny. Velikosti galaxií se pohybují od několika tisíc do několika set tisíc světelných let. A vzdálenost mezi galaxiemi dosahuje milionů světelných let.

Asi 90 % hmoty galaxií pochází z temné hmoty a energie. Povaha těchto neviditelných složek nebyla dosud studována. Existují důkazy, že mnoho galaxií má ve svých centrech supermasivní galaxie. Prostor mezi galaxiemi neobsahuje prakticky žádnou hmotu a má průměrnou hustotu menší než jeden atom na metr krychlový. Ve viditelné části vesmíru je pravděpodobně asi 100 miliard galaxií.

Podle klasifikace navržené astronomem Edwinem Hubblem v roce 1925 existuje několik typů galaxií:

• eliptický (E),
• lentikulární (S0),
• pravidelná spirála (S),
• zkřížená spirála (SB),
• nesprávné (ir).

Eliptický galaxie - třída galaxií s jasně definovanou sférickou strukturou a klesající jasností směrem k okrajům. Otáčejí se relativně pomalu; patrná rotace je pozorována pouze u galaxií s výraznou kompresí. V takových galaxiích není žádná prachová hmota, která je v těch galaxiích, ve kterých je přítomna, viditelná jako tmavé pruhy na souvislém pozadí hvězd galaxie. Navenek se proto eliptické galaxie od sebe liší především jedním znakem – větší či menší kompresí.

Podíl eliptických galaxií na celkovém počtu galaxií v pozorovatelné části vesmíru je asi 25 %.

Spirála Galaxie jsou tak pojmenovány, protože mají v disku jasná ramena hvězdného původu, která se rozprostírají téměř logaritmicky od výdutě (téměř kulové výdutě ve středu galaxie). Spirální galaxie mají centrální kupu a několik spirálních ramen nebo ramen, které mají namodralou barvu, protože obsahují mnoho mladých obřích hvězd. Tyto hvězdy vzrušují záři difúzních plynových mlhovin rozptýlených spolu s prachovými mračny podél spirálních ramen. Disk spirální galaxie je obvykle obklopen velkým sféroidním halem (světelný prstenec kolem objektu; optický jev), který se skládá ze starých hvězd druhé generace. Všechny spirální galaxie rotují významnou rychlostí, takže hvězdy, prach a plyny jsou soustředěny v úzkém disku. Množství plynných a prachových mračen a přítomnost jasně modrých obrů ukazuje na aktivní procesy tvorby hvězd probíhající ve spirálních ramenech těchto galaxií.

Mnoho spirálních galaxií má ve středu příčku, z jejíchž konců vybíhají spirální ramena. Naše galaxie je také spirální galaxií s příčkou.

Čočkovitý galaxie jsou přechodným typem mezi spirálními a eliptickými. Mají vybouleninu, svatozář a disk, ale nemají spirálová ramena. Mezi všemi hvězdnými systémy je jich přibližně 20 %. V těchto galaxiích je jasné hlavní těleso, čočka, obklopeno slabým halem. Někdy má čočka kolem sebe prstenec.

Nesprávný galaxie jsou galaxie, které nevykazují ani spirální, ani eliptickou strukturu. Nejčastěji mají takové galaxie chaotický tvar bez výrazného jádra a spirálních větví. V procentech tvoří jednu čtvrtinu všech galaxií. Většina nepravidelných galaxií v minulosti byla spirální nebo eliptická, ale byla deformována gravitačními silami.

Evoluce galaxií

Vznik galaxií je považován za přirozenou fázi evoluce, ke které dochází pod vlivem gravitačních sil. Jak vědci naznačují, asi před 14 miliardami let došlo k velkému výbuchu, po kterém byl vesmír všude stejný. Poté se částice prachu a plynu začaly sdružovat, spojovat, srážet a tak vznikaly shluky, které se později změnily v galaxie. Rozmanitost tvarů galaxií je spojena s rozmanitostí počátečních podmínek pro vznik galaxií. Nahromadění plynného vodíku v takových shlucích se stalo prvními hvězdami.

Od okamžiku svého zrození se galaxie začíná zmenšovat. Kontrakce galaxie trvá asi 3 miliardy let. Během této doby se oblak plynu přemění na hvězdný systém. Hvězdy vznikají gravitačním stlačováním oblaků plynu. Když střed stlačeného oblaku dosáhne hustoty a teploty dostatečné pro efektivní termonukleární reakce, zrodí se hvězda. V hlubinách hmotných hvězd dochází k termonukleární fúzi chemických prvků těžších než helium. Tyto prvky se dostávají do primárního vodíkovo-heliového prostředí při explozích hvězd nebo při tichém odlivu hmoty s hvězdami. Prvky těžší než železo vznikají při obrovských explozích supernov. Tím pádem, hvězdy první generace obohacovat primární plyn chemickými prvky těžšími než helium. Tyto hvězdy jsou nejstarší a skládají se z vodíku, helia a velmi malého množství těžkých prvků. V hvězdy druhé generace příměs těžkých prvků je patrnější, protože vznikají z primárního plynu již obohaceného těžkými prvky.

Proces zrození hvězd nastává s probíhajícím stlačováním galaxie, takže ke vzniku hvězd dochází stále blíže středu soustavy a čím blíže ke středu, tím více těžkých prvků by mělo být ve hvězdách. Tento závěr dobře souhlasí s údaji o množství chemických prvků ve hvězdách v halu naší Galaxie a eliptických galaxiích. V rotující galaxii se hvězdy budoucího halo formují v dřívější fázi kontrakce, kdy rotace ještě neovlivnila celkový tvar galaxie. Důkazem této éry v naší Galaxii jsou kulové hvězdokupy.

Když se komprese protogalaxie zastaví, kinetická energie vytvořených diskových hvězd se rovná energii kolektivní gravitační interakce. V této době se vytvářejí podmínky pro vznik spirální struktury a ve spirálních větvích, ve kterých je plyn docela hustý, dochází ke zrodu hvězd. Tento hvězdy třetí generace. Náš je jedním z nich.

Zásoby mezihvězdného plynu se postupně vyčerpávají a zrození hvězd je méně intenzivní. Za několik miliard let, až budou vyčerpány všechny zásoby plynu, se spirální galaxie promění v čočkovou galaxii sestávající ze slabých červených hvězd. Eliptické galaxie jsou již v této fázi: veškerý plyn v nich byl spotřebován před 10-15 miliardami let.

Věk galaxií je přibližně věkem vesmíru. Jedním z tajemství astronomie zůstává otázka, jaká jsou jádra galaxií. Velmi důležitým objevem bylo, že některá galaktická jádra jsou aktivní. Tento objev byl nečekaný. Dříve se věřilo, že galaktické jádro není nic jiného než shluk stovek milionů hvězd. Ukázalo se, že jak optická, tak radiová emise některých galaktických jader se může během několika měsíců změnit. To znamená, že během krátké doby se z jader uvolní obrovské množství energie, stokrát větší než ta, která se uvolní při výbuchu supernovy. Taková jádra se nazývají „aktivní“ a procesy, které se v nich vyskytují, se nazývají „aktivita“.

V roce 1963 byly objeveny objekty nového typu umístěné za hranicemi naší galaxie. Tyto objekty mají vzhled hvězdy. Postupem času zjistili, že jejich svítivost je mnohonásobně větší než svítivost galaxií! Nejúžasnější na tom je, že se mění jejich jas. Síla jejich záření je tisíckrát větší než síla aktivních jader. Tyto objekty byly pojmenovány. Nyní se věří, že jádra některých galaxií jsou kvasary.

Lidstvo si to dlouho neuvědomovalo. Ty jasné skvrny, které bylo možné vidět nedokonalými dalekohledy, dokonce i na začátku 20. století, byly považovány za „mlhoviny“ a podle vědců o ně nebyl zvláštní zájem.

Technologie však nestojí na místě a brzy se v některých těchto „mlhovinách“ začaly objevovat podivné věci, konkrétně se zjistilo, že některé svítící objekty mají spirálovitý tvar. V takových „spirálních mlhovinách“ vystupují větve nebo ramena z mlhavého jádra, které je jasnější směrem ke středu, a spirálovitě se kolem jádra otáčejí jako hodinová pružina.

Jak se ukázalo, „ramena“ těchto mlhovin se skládají z mnoha extrémně slabých hvězd. Ukázalo se, že mlhovina je, jak se říká, povoleno pro hvězdy. Ukázalo se, že blíže ke středu je souvislá mlžná záře získána pouze jako výsledek pro nás sloučení do jedné souvislé hmoty myriád hvězd umístěných velmi blízko.

Teprve pak se ukázalo, že před námi nejsou mraky zářící odraženým světlem, ale extrémně vzdálené hvězdné systémy, které jsou možná kopiemi našich vlastních.

Tato otázka byla definitivně položena v roce 1944, kdy bylo možné centrální část spirální mlhoviny v Andromedě a obě malé eliptické mlhoviny nacházející se poblíž rozložit na hvězdy.

Jestliže dříve mnozí předpokládali, že eliptické mlhoviny a centrální části spirálních mlhovin se neskládají z hvězd, ale z plynu nebo meteoritového prachu, nyní nebylo pochyb - před námi byly skutečné galaxie.

Spektra potvrzují hvězdnou povahu těchto mlhovin spirálních galaxií. Jednalo se o absorpční spektra velmi podobná spektru Slunce; ukazují, že většina hvězd v galaxiích typu Andromeda jsou žluté hvězdy slunečního typu. Posunem tmavých čar v těchto galaxiích byla určena rychlost jejich pohybu a bylo zjištěno, že se pohybují v prostoru jako jeden celek rychlostí stovek kilometrů za sekundu.

Brzy byly v nových galaxiích objeveny známé dlouhoperiodické proměnné a jasné namodralé hvězdy a na okrajích spirální mlhoviny v Andromedě byly objeveny kulové hvězdokupy – přesně stejné jako v Mléčné dráze.

Spirální galaxie (mlhovina) Andromeda nebo M31

Spirála Mlhovina v Andromedě Zdá se větší a jasnější než všechny z nich, protože je nejblíže naší Galaxii. Vzdálenost k němu je „jen“ 850 tisíc světelných let. To je ono, to je nejbližší vzdálenost! Jeho světlo, které se k nám nyní dostalo, opustilo mlhovinu Andromeda v době, kdy na Zemi nebylo lidstvo, ale i tehdy vypadalo stejně, jak vypadá nyní.

Jeho velikost je asi 50 tisíc světelných let v průměru, ale ve směru kolmém na rovinu největšího rozšíření je mnohonásobně tenčí - silně zploštělý. Porovnáním vzhledu mlhovin, jako jsou ty v Trojúhelníku (téměř kulaté vnější obrysy), Andromedě (podlouhlé nebo eliptické) a Virgo (vřetenovité), musíme dojít k závěru, že rozdíl v jejich vzhledu je určen pouze úhlem vzhledem k nám.

Spirální galaxie (mlhovina) Triangulum, neboli M33

Faktem je, že galaxie ano Mlhovina Trojúhelník leží před námi „naplocho“, galaxie v souhvězdí Andromedy je k nám nakloněna rovinou symetrie a galaxie v souhvězdí Panny je otočena hranou k nám.

Je zřejmé, že pokud porovnáte tyto hvězdné systémy a naši galaxii a jednoduše je položíte do řady na pomyslnou tabulku, budou vypadat téměř jako kopie jedné druhé.

Všechny nově objevené spirální galaxie rotují kolem své krátké osy, kolmé k rovině jejich rovníku. Mají však také své vlastní vlastnosti.

Spirální galaxie v Andromedě se tedy ve svých vnějších částech otáčí jako pevné těleso, například kolo. To znamená, že jeho vnější části, které dávají málo světla, a proto se zdá, že obsahují málo hvězd, mají přesto velkou hmotnost.

Galaxie v souhvězdí Trojúhelníku se také otáčí jako tuhé těleso, a to až do vzdálenosti 3 tisíc světelných let od středu. Ale u „vnějších“ hadic naopak rychlost otáčení velmi rychle klesá. Z toho vyplývá, že na rozdíl od galaxie umístěné v Andromedě je zde většina hmoty soustředěna v centrálním jádru. Tato hmotnost dosahuje miliardy slunečních hmotností, jak je určeno výpočtem na základě pozorované rychlosti rotace.

Hvězdy ve vesmíru jsou seskupeny, jak vidíme, do obřích systémů převážně spirálového tvaru.

Jako ostrovy země se vznášejí v obrovském oceánu vesmíru. Na některých místech, jako například v souhvězdí Panny, jsou galaxie seskupeny do mračen galaxií – zvláštních souostroví. Na některých místech na obloze, v dalekohledu nebo na fotografii můžete spočítat vzdálenější galaxie než jednotlivé hvězdy v naší Mléčné dráze! A čím dále se řítíme k hranicím neznáma, tím více a více nových hvězdných světů se nám otevírá před očima a zdá se, že tento pohyb nikdy neskončí.

Představy o velikosti vesmíru

Ale bývaly doby, kdy teologové počítali hranici světa jako vzdálenost ke sféře stálic na 700 tisíc kilometrů! Po změření vzdálenosti k nejbližšímu nebeskému tělesu - Měsíci (385 tisíc kilometrů) to začalo být pochybné. Hranice vesmíru se s určením vzdálenosti Země a planet od Slunce posunuly ještě dále.

Následně naměřené vzdálenosti ke hvězdám překonaly nejštědřejší odhady vzdálenosti k okraji světa a nyní jsou známy galaxie, které jsou od nás vzdálené stovky milionů světelných let.

Není pochyb o tom, že až bude možné podrobněji studovat galaxie, které jsou od nás vzdálenější, najdou se mezi nimi i ty, které svou velikostí ani hmotností nebudou horší než naše, a možná budou větší než ona.

Ale nakonec, když jsme se ujistili, že Země není středem světa, že není největší z planet, že naše Slunce není největší, není nejjasnější, po všech těchto ranách naší falešné pýše. , nemůžeme si konečně „dovolit ten luxus“ uvažovat o tom, že žijeme v jedné z největších galaxií, i když na jejím okraji?

Znovu ne, protože hranice poznání se stále rozšiřují. Nyní „vidíme“ hvězdné světy vzdálené 600 milionů světelných let od nás. A to není limit vzdálenosti – zatím je to pouze limit naší technologie.

Všechny viditelné galaxie, stejně jako mnoho dalších, vzdálenějších, které budou objeveny obřími dalekohledy budoucnosti, tvoří velkou kupu galaxií tzv. Metagalaxie. Pokud jsou galaxie ostrovy vesmíru, pak je Metagalaxie jeho největším souostrovím. Co se stane, až se svými dalekohledy dostaneme k jejím hranicím?

Nelze to říci s jistotou, ale s největší pravděpodobností budou objeveny další Metagalaxie podobné té naší a tento pohyb nebude mít konce.

Ti, kteří mají o Vesmíru trochu ponětí, dobře vědí, že vesmír je neustále v pohybu. Vesmír se každou sekundu rozpíná a je stále větší a větší. Jiná věc je, že v měřítku lidského vnímání světa je dost těžké pochopit velikost toho, co se děje a představit si strukturu Vesmíru. Kromě naší galaxie, ve které se nachází Slunce a nacházíme se my, existují desítky, stovky dalších galaxií. Nikdo nezná přesný počet vzdálených světů. Kolik galaxií je ve vesmíru lze zjistit pouze přibližně vytvořením matematického modelu vesmíru.

Vzhledem k velikosti Vesmíru tedy můžeme snadno předpokládat, že desítky nebo sto miliard světelných let od Země se nacházejí světy podobné tomu našemu.

Prostor a světy, které nás obklopují

Naše galaxie, která dostala krásné jméno „Mléčná dráha“, byla podle mnoha vědců ještě před několika staletími středem vesmíru. Ve skutečnosti se ukázalo, že se jedná pouze o část Vesmíru a existují další galaxie různých typů a velikostí, velké i malé, některé dále, jiné blíže.

V prostoru jsou všechny objekty úzce propojeny, pohybují se v určitém pořadí a zaujímají přidělené místo. Planety, které známe, hvězdy, které známe, černé díry a naše sluneční soustava samotná se nachází v galaxii Mléčná dráha. Název není náhodný. I starověcí astronomové při pozorování noční oblohy přirovnávali prostor kolem nás k mléčné dráze, kde tisíce hvězd vypadají jako kapky mléka. Galaxie Mléčná dráha, nebeské galaktické objekty v našem zorném poli, tvoří blízký vesmír. To, co může být za viditelností dalekohledů, se stalo známým až ve 20. století.

Následné objevy, které rozšířily náš vesmír do velikosti Metagalaxie, přivedly vědce k teorii velkého třesku. Před téměř 15 miliardami let došlo k grandióznímu kataklyzmatu, které posloužilo jako impuls pro začátek procesů formování vesmíru. Jeden stupeň látky byl nahrazen jiným. Z hustých oblaků vodíku a helia se začaly formovat první počátky Vesmíru – protogalaxie složené z hvězd. To vše se stalo v dávné minulosti. Světlo mnoha nebeských těles, které můžeme pozorovat v nejsilnějších dalekohledech, je pouze pozdravem na rozloučenou. Miliony hvězd, ne-li miliardy, které pokrývají naši oblohu, se nacházejí miliardu světelných let od Země a již dávno neexistují.

Mapa vesmíru: nejbližší a nejvzdálenější sousedé

Naše Sluneční soustava a další kosmická tělesa pozorovaná ze Země jsou relativně mladé strukturální formace a naši nejbližší sousedé v rozsáhlém vesmíru. Po dlouhou dobu se vědci domnívali, že trpasličí galaxií nejblíže Mléčné dráze je Velké Magellanovo mračno, které se nachází pouhých 50 kiloparseků. Teprve velmi nedávno se stali známí skuteční sousedé naší galaxie. V souhvězdí Střelce a v souhvězdí Velkého psa jsou malé trpasličí galaxie, jejichž hmotnost je 200–300krát menší než hmotnost Mléčné dráhy a vzdálenost k nim je něco málo přes 30–40 tisíc světelných let.

Jedná se o jeden z nejmenších univerzálních objektů. V takových galaxiích je počet hvězd relativně malý (řádově několik miliard). Trpasličí galaxie se zpravidla postupně spojují nebo jsou pohlcovány většími formacemi. Rychlost rozpínajícího se vesmíru, která je 20-25 km/s, nevědomky povede sousední galaxie ke srážce. Kdy se tak stane a jak to dopadne, můžeme jen hádat. Srážka galaxií probíhá celou tu dobu a kvůli pomíjivosti naší existence není možné pozorovat, co se děje.

Andromeda, dvakrát až třikrát větší než naše galaxie, je jednou z nejbližších galaxií k nám. I nadále je jedním z nejoblíbenějších mezi astronomy a astrofyziky a nachází se pouhých 2,52 milionů světelných let od Země. Stejně jako naše galaxie je i Andromeda členem Místní skupiny galaxií. Velikost tohoto obřího kosmického stadionu je tři miliony světelných let v průměru a počet galaxií v něm přítomných je asi 500. Nicméně i takový obr jako Andromeda vypadá ve srovnání s galaxií IC 1101 krátce.

Tato největší spirální galaxie ve vesmíru se nachází více než sto milionů světelných let daleko a má průměr více než 6 milionů světelných let. Přestože galaxie obsahuje 100 bilionů hvězd, skládá se především z temné hmoty.

Astrofyzikální parametry a typy galaxií

První vesmírné průzkumy uskutečněné na počátku 20. století poskytly spoustu podnětů k zamyšlení. Kosmické mlhoviny objevené čočkou dalekohledu, kterých bylo nakonec napočítáno více než tisíc, byly nejzajímavějšími objekty ve vesmíru. Po dlouhou dobu byly tyto jasné skvrny na noční obloze považovány za nahromadění plynu, který byl součástí struktury naší galaxie. Edwinu Hubbleovi se v roce 1924 podařilo změřit vzdálenost ke shluku hvězd a mlhovin a učinil senzační objev: tyto mlhoviny nejsou nic jiného než vzdálené spirální galaxie, které nezávisle putují napříč vesmírem.

Americký astronom jako první naznačil, že náš vesmír se skládá z mnoha galaxií. Průzkum vesmíru v poslední čtvrtině 20. století, pozorování prováděná pomocí kosmických lodí a technologií, včetně slavného Hubbleova teleskopu, tyto předpoklady potvrdily. Vesmír je neomezený a naše Mléčná dráha je daleko od největší galaxie ve vesmíru a navíc není jejím středem.

Teprve s příchodem výkonných technických prostředků pozorování začal Vesmír nabývat jasných obrysů. Vědci se potýkají se skutečností, že i tak obrovské útvary, jako jsou galaxie, se mohou lišit svou strukturou a strukturou, tvarem a velikostí.

Díky úsilí Edwina Hubbla získal svět systematickou klasifikaci galaxií, která je rozděluje do tří typů:

• spirála;
• eliptický;
• nesprávný.

Nejběžnějšími typy jsou eliptické a spirální galaxie. Patří mezi ně naše galaxie Mléčná dráha, stejně jako naše sousední galaxie Andromeda a mnoho dalších galaxií ve vesmíru.

Eliptické galaxie mají tvar elipsy a jsou protáhlé v jednom směru. Tyto předměty postrádají rukávy a často mění svůj tvar. Tyto objekty se od sebe také liší velikostí. Na rozdíl od spirálních galaxií nemají tato vesmírná monstra jasně definovaný střed. V takových strukturách není žádné jádro.

Podle klasifikace jsou takové galaxie označeny latinským písmenem E. Všechny v současnosti známé eliptické galaxie jsou rozděleny do podskupin E0-E7. Rozdělení do podskupin se provádí v závislosti na konfiguraci: od téměř kruhových galaxií (E0, E1 a E2) až po vysoce protáhlé objekty s indexy E6 a E7. Mezi eliptickými galaxiemi jsou trpaslíci a skuteční obři s průměry milionů světelných let.

Existují dva podtypy spirálních galaxií:

• galaxie prezentované ve formě zkřížené spirály;
• normální spirály.

První podtyp se vyznačuje následujícími vlastnostmi. Svým tvarem takové galaxie připomínají pravidelnou spirálu, ale ve středu takové spirální galaxie je most (příčka), který dává vzniknout ramenům. Takové mosty v galaxii jsou obvykle výsledkem fyzikálních odstředivých procesů, které rozdělují galaktické jádro na dvě části. Existují galaxie se dvěma jádry, z nichž tandem tvoří centrální disk. Když se jádra setkají, most zmizí a galaxie se stane normální, s jedním středem. V naší galaxii Mléčná dráha je také most, v jehož jednom z ramen se nachází naše Sluneční soustava. Cesta od Slunce do středu galaxie je podle moderních odhadů 27 tisíc světelných let. Tloušťka ramene Orion Cygnus, ve kterém sídlí naše Slunce a naše planeta, je 700 tisíc světelných let.

V souladu s klasifikací se spirální galaxie označují latinskými písmeny Sb. V závislosti na podskupině existují další označení pro spirální galaxie: Dba, Sba a Sbc. Rozdíl mezi podskupinami je určen délkou tyče, jejím tvarem a konfigurací rukávů.

Spirální galaxie mohou mít velikost od 20 000 světelných let do 100 000 světelných let v průměru. Naše galaxie Mléčná dráha se nachází ve „zlatém středu“, její velikost tíhne ke středně velkým galaxiím.

Nejvzácnějším typem jsou nepravidelné galaxie. Tyto univerzální objekty jsou velké shluky hvězd a mlhovin, které nemají jasný tvar nebo strukturu. V souladu s klasifikací obdržely indexy Im a IO. Struktury prvního typu zpravidla nemají disk nebo je slabě vyjádřen. Často je vidět, že takové galaxie mají podobná ramena. Galaxie s IO indexy jsou chaotickou sbírkou hvězd, oblaků plynu a temné hmoty. Významnými představiteli této skupiny galaxií jsou Velké a Malé Magellanova mračna.

Všechny galaxie: pravidelné i nepravidelné, eliptické i spirální, se skládají z bilionů hvězd. Prostor mezi hvězdami a jejich planetárními systémy je vyplněn temnou hmotou nebo mračny kosmického plynu a prachových částic. V prostorech mezi těmito prázdnotami jsou černé díry, velké i malé, které narušují idylu kosmického klidu.

Na základě stávající klasifikace a výsledků výzkumu můžeme s jistou jistotou odpovědět na otázku, kolik galaxií je ve vesmíru a jaký je jejich typ. Ve vesmíru je více spirálních galaxií. Tvoří více než 55 % z celkového počtu všech univerzálních objektů. Eliptických galaxií je o polovinu méně – pouze 22 % z celkového počtu. Ve vesmíru je pouze 5 % nepravidelných galaxií podobných Velkému a Malému Magellanově mračnu. Některé galaxie s námi sousedí a jsou v zorném poli nejvýkonnějších dalekohledů. Další jsou v nejvzdálenějším prostoru, kde převládá temná hmota a v objektivu je více vidět černota nekonečného prostoru.

Galaxie zblízka

Všechny galaxie patří do určitých skupin, které se v moderní vědě obvykle nazývají kupy. Mléčná dráha je součástí jedné z těchto kup, která obsahuje až 40 více či méně známých galaxií. Kupa samotná je součástí nadkupy, větší skupiny galaxií. Země je spolu se Sluncem a Mléčnou dráhou součástí superkupy v Panně. Toto je naše skutečná vesmírná adresa. Spolu s naší galaxií je v kupě Panny více než dva tisíce dalších galaxií, eliptických, spirálních a nepravidelných.

Mapa vesmíru, na kterou dnes astronomové spoléhají, dává představu o tom, jak vesmír vypadá, jaký je jeho tvar a struktura. Všechny shluky se shromažďují kolem dutin nebo bublin temné hmoty. Je možné, že temná hmota a bubliny jsou také vyplněny některými předměty. Možná se jedná o antihmotu, která v rozporu s fyzikálními zákony tvoří podobné struktury v jiném souřadnicovém systému.

Současný a budoucí stav galaxií

Vědci se domnívají, že je nemožné vytvořit obecný portrét vesmíru. Máme vizuální a matematická data o vesmíru, která jsou v rámci našeho chápání. Skutečné měřítko vesmíru je nemožné si představit. To, co vidíme dalekohledem, je světlo hvězd, které k nám přichází miliardy let. Možná je dnešní skutečný obraz úplně jiný. V důsledku kosmických kataklyzmat se nejkrásnější galaxie ve vesmíru již mohly proměnit v prázdná a ošklivá oblaka kosmického prachu a temné hmoty.

Nelze vyloučit, že v daleké budoucnosti se naše galaxie srazí s větším sousedem ve vesmíru nebo spolkne trpasličí galaxii existující hned vedle. Jaké budou důsledky takových univerzálních změn, se teprve uvidí. Navzdory skutečnosti, že ke konvergenci galaxií dochází rychlostí světla, je nepravděpodobné, že by pozemšťané byli svědky univerzální katastrofy. Matematici vypočítali, že do osudné kolize zbývá něco málo přes tři miliardy pozemských let. Zda v té době na naší planetě bude existovat život, je otázkou.

Jiné síly mohou také zasahovat do existence hvězd, kup a galaxií. Černé díry, které jsou člověku stále známé, jsou schopny pohltit hvězdu. Kde je záruka, že taková monstra obrovských rozměrů, ukrývající se v temné hmotě a v prázdnotách vesmíru, nebudou schopna celou galaxii spolknout?

Hvězdná obloha přitahovala pohledy lidí již od pradávna. Nejlepší mozky všech národů se snažily pochopit naše místo ve vesmíru, představit si a zdůvodnit jeho strukturu. Vědecký pokrok umožnil posunout se ve studiu obrovských prostorů od romantických a náboženských staveb k logicky ověřeným teoriím založeným na četných faktografických materiálech. Nyní má každý školák představu o tom, jak naše Galaxie podle nejnovějších výzkumů vypadá, kdo, proč a kdy jí dal tak poetické jméno a jaká je její očekávaná budoucnost.

původ jména

Výraz „Galaxie Mléčná dráha“ je v podstatě tautologie. Galactikos zhruba přeloženo ze starověké řečtiny znamená „mléko“. Tak nazývali shluk hvězd na noční obloze obyvatelé Peloponésu a jeho původ připisovali vznětlivé Héře: bohyně nechtěla krmit Herkula, nemanželského syna Dia, a v hněvu cákala mateřské mléko. Kapky vytvořily hvězdnou stopu, viditelnou za jasných nocí. O staletí později vědci zjistili, že pozorovaná svítidla jsou pouze nevýznamnou součástí existujících nebeských těles. Prostoru Vesmíru, ve kterém se nachází naše planeta, dali jméno Galaxie nebo systém Mléčné dráhy. Po potvrzení předpokladu existence dalších podobných útvarů ve vesmíru se pro ně stal první termín univerzální.

Pohled zevnitř

Vědecké znalosti o struktuře části vesmíru, včetně sluneční soustavy, se od starých Řeků dozvěděly jen málo. Pochopení toho, jak naše Galaxie vypadá, se vyvinulo od Aristotelova sférického vesmíru k moderním teoriím, které zahrnují černé díry a temnou hmotu.

Skutečnost, že Země je součástí systému Mléčné dráhy, ukládá určitá omezení těm, kteří se snaží zjistit, jaký tvar má naše Galaxie. K jednoznačné odpovědi na tuto otázku je nutný pohled zvenčí a to z velké vzdálenosti od objektu pozorování. Nyní je věda o takovou příležitost připravena. Jakousi náhražkou vnějšího pozorovatele je sběr dat o struktuře Galaxie a její korelaci s parametry jiných vesmírných systémů dostupných ke studiu.

Shromážděné informace nám umožňují s jistotou říci, že naše Galaxie má tvar disku se zesílením (vyboulením) uprostřed a spirálními rameny rozbíhajícími se od středu. Ty poslední obsahují nejjasnější hvězdy v systému. Průměr disku je více než 100 tisíc světelných let.

Struktura

Střed Galaxie je skrytý mezihvězdným prachem, což ztěžuje studium systému. Metody radioastronomie pomáhají vyrovnat se s problémem. Vlny určité délky snadno překonávají jakékoli překážky a umožňují vám získat tolik požadovaný obraz. Naše Galaxie má podle získaných dat nehomogenní strukturu.

Konvenčně můžeme rozlišit dva vzájemně propojené prvky: svatozář a samotný disk. První subsystém má následující vlastnosti:

• tvar je koule;

• jeho střed je považován za vyboulení;
• nejvyšší koncentrace hvězd v halo je charakteristická pro jeho střední část, jak se přibližujete k okrajům, hustota se velmi snižuje;
• Rotace této zóny galaxie je poměrně pomalá;
• halo obsahuje hlavně staré hvězdy s relativně nízkou hmotností;
• významný prostor subsystému je vyplněn temnou hmotou.

Hustota hvězd v galaktickém disku výrazně převyšuje halo. V rukávech jsou mladí a dokonce se teprve objevují

Střed a jádro

„Srdce“ Mléčné dráhy se nachází v Bez toho, abychom to studovali, je obtížné plně pochopit, jaká naše Galaxie je. Název „jádro“ ve vědeckých spisech buď odkazuje pouze na centrální oblast, pouze několik parseků v průměru, nebo zahrnuje výduť a plynový prstenec, považovaný za místo zrodu hvězd. V následujícím textu bude použita první verze termínu.

Viditelné světlo má potíže proniknout do středu Mléčné dráhy, protože se setkává s velkým množstvím kosmického prachu, který skrývá, jak naše Galaxie vypadá. Fotografie a snímky pořízené v infračervené oblasti významně rozšiřují znalosti astronomů o jádru.

Údaje o charakteristikách záření v centrální části Galaxie vedly vědce k domněnce, že v jádru jádra je černá díra. Jeho hmotnost je více než 2,5 milionkrát větší než hmotnost Slunce. Kolem tohoto objektu se podle výzkumníků otáčí další, ale svými parametry méně působivá černá díra. Moderní poznatky o strukturálních rysech vesmíru naznačují, že takové objekty se nacházejí v centrální části většiny galaxií.

Světlo a tma

Kombinovaný vliv černých děr na pohyb hvězd vytváří vlastní úpravy vzhledu naší Galaxie: vede ke specifickým změnám na drahách, které nejsou typické pro kosmická tělesa, například v blízkosti Sluneční soustavy. Studium těchto trajektorií a vztahu mezi rychlostí pohybu a vzdáleností od středu Galaxie vytvořilo základ nyní aktivně se rozvíjející teorie temné hmoty. Jeho povaha je stále zahalena tajemstvím. Přítomnost temné hmoty, která údajně tvoří drtivou většinu veškeré hmoty ve Vesmíru, registruje pouze působení gravitace na oběžné dráhy.

Pokud rozptýlíme všechen vesmírný prach, který před námi jádro skrývá, odhalí se nápadný obraz. I přes koncentraci temné hmoty je tato část Vesmíru plná světla vyzařovaného obrovským množstvím hvězd. Na jednotku prostoru jich je zde stokrát více než v blízkosti Slunce. Asi deset miliard z nich tvoří galaktickou příčku, zvanou také příčka, neobvyklého tvaru.

Prostorový ořech

Studium středu systému v oblasti dlouhých vln nám umožnilo získat detailní infračervený snímek. Naše Galaxie, jak se ukázalo, má ve svém jádru strukturu, která připomíná arašíd ve skořápce. Tímto „oříškem“ je most, který zahrnuje více než 20 milionů červených obrů (jasné, ale méně horké hvězdy).

Spirální ramena Mléčné dráhy vyzařují z konců tyče.

Práce spojená s objevem „arašídu“ ve středu hvězdného systému nejen vrhla světlo na strukturu naší Galaxie, ale pomohla také pochopit, jak se vyvíjela. Zpočátku se v prostoru vesmíru nacházel obyčejný disk, ve kterém se postupem času vytvořila propojka. Pod vlivem vnitřních procesů lišta změnila svůj tvar a začala připomínat ořech.

Náš domov na vesmírné mapě

K aktivitě dochází jak v tyči, tak ve spirálních ramenech, kterými naše Galaxie disponuje. Byly pojmenovány podle souhvězdí, kde byly části větví objeveny: ramena Persea, Labutě, Kentaura, Střelce a Oriona. V blízkosti posledně jmenovaného (ve vzdálenosti nejméně 28 tisíc světelných let od jádra) se nachází Sluneční soustava. Tato oblast má určité vlastnosti, které podle odborníků umožnily vznik života na Zemi.

Galaxie a naše sluneční soustava rotují spolu s ní. Vzorce pohybu jednotlivých komponent se neshodují. hvězdy jsou někdy součástí spirálních větví, někdy jsou od nich odděleny. Takové „cesty“ nedělají pouze svítidla ležící na hranici korotačního kruhu. Patří mezi ně Slunce, chráněné před silnými procesy neustále probíhajícími v pažích. I nepatrný posun by popřel všechny ostatní výhody pro vývoj organismů na naší planetě.

Nebe je v diamantech

Slunce je jen jedním z mnoha podobných těles, kterých je naše Galaxie plná. Celkový počet hvězd, jednotlivých nebo seskupených, podle posledních údajů přesahuje 400 miliard Nám nejbližší, Proxima Centauri, je součástí systému tří hvězd spolu s o něco vzdálenějšími hvězdami Alpha Centauri A a Alpha Centauri B. Nejjasnější bod noční oblohy, Sirius A, se nachází v roce Jeho svítivost podle různých zdrojů převyšuje tu sluneční 17-23krát. Sirius také není sám, je doprovázen satelitem s podobným jménem, ​​ale označeným B.

Děti se často začínají seznamovat s tím, jak vypadá naše Galaxie, tím, že na obloze hledají Polárku nebo Alfa Malou medvědici. Za svou popularitu vděčí své poloze nad severním pólem Země. Pokud jde o svítivost, Polaris je výrazně vyšší než Sirius (téměř dva tisícekrát jasnější než Slunce), ale nemůže vyzvat Alpha Canis Majoris k titulu nejjasnější kvůli své vzdálenosti od Země (odhadem 300 až 465 světelných let) .

Typy svítidel

Hvězdy se liší nejen svítivostí a vzdáleností od pozorovatele. Každému je přiřazena určitá hodnota (odpovídající parametr Slunce se bere jako jedna), stupeň povrchového ohřevu a barva.

Supergianti mají nejpůsobivější velikosti. Neutronové hvězdy mají nejvyšší koncentraci hmoty na jednotku objemu. Barevná charakteristika je neoddělitelně spojena s teplotou:

• červené jsou nejchladnější;
• zahřátím povrchu na 6000º, jako je Slunce, vznikne žlutý odstín;
• bílá a modrá svítidla mají teplotu vyšší než 10 000º.

Může se lišit a dosáhnout maxima krátce před svým kolapsem. Výbuchy supernov výrazně přispívají k pochopení toho, jak naše Galaxie vypadá. Fotografie tohoto procesu pořízené dalekohledy jsou úžasné.
Data shromážděná na jejich základě pomohla rekonstruovat proces, který vedl k vypuknutí a předpovídat osud řady vesmírných těles.

Budoucnost Mléčné dráhy

Naše Galaxie a další galaxie jsou neustále v pohybu a interagují. Astronomové zjistili, že Mléčná dráha opakovaně absorbovala své sousedy. Podobné procesy se očekávají i v budoucnu. Postupem času bude zahrnovat Magellanův oblak a řadu dalších trpasličích systémů. Nejpůsobivější událost se očekává za 3-5 miliard let. Půjde o srážku s jediným sousedem, který je ze Země viditelný pouhým okem. V důsledku toho se Mléčná dráha stane eliptickou galaxií.

Nekonečné rozlohy prostoru ohromují představivost. Pro běžného člověka je těžké uvědomit si rozsah nejen Mléčné dráhy nebo celého Vesmíru, ale dokonce i Země. Díky výdobytkům vědy si však dokážeme alespoň přibližně představit, jakého grandiózního světa jsme součástí.

Existují tři hlavní typy galaxií: spirální, eliptické a nepravidelné. Mezi první patří například Mléčná dráha a Andromeda. Uprostřed jsou objekty a černá díra, kolem které se točí halo hvězd a temné hmoty. Paže se odvíjí od jádra. Spirálový tvar vzniká díky tomu, že se galaxie nepřestává otáčet. Mnoho zástupců má pouze jeden rukáv, ale někteří mají tři nebo více.

Tabulka charakteristik hlavních typů galaxií

Spirálové se dodávají s propojkou nebo bez ní. U prvního typu střed protíná hustá příčka hvězd. A v druhém případě taková formace není pozorována.

Eliptické galaxie obsahují nejstarší hvězdy a nemají dostatek prachu a plynu, aby vytvořily mladé. Tvarem mohou připomínat kruhový, oválný nebo spirálový typ, ale bez rukávů.

Asi čtvrtina galaxií jsou nepravidelné skupiny. Jsou menší než spirálové a někdy mají bizarní tvary. Lze je vysvětlit objevením se nových hvězd nebo gravitačním kontaktem se sousední galaxií. Mezi nesprávné patří .

Existuje také mnoho galaktických podtypů: Seyfert (rychle se pohybující spirály), jasní eliptičtí veleobri (absorbují ostatní), prstencoví veleobri (bez jádra) a další.