Что такое галактика и какой она бывает

Виды и классификация

Галактика не имеет чётких границ, поэтому точно понять, где они заканчиваются, и начинается межгалактическое пространство невозможно. В самой космической системе имеются планеты, туманности, звёзды, звёздные скопления. Но они есть и вокруг систем. Учёные различают следующие формы космических систем:

1. Эллиптическая.
   Эллиптический звёздный остров относятся к первому классу. Его особенностью является отсутствие рукавов, диска, центрального ядра. По большому счёту он является балджем огромного размера, состоящим из галактической сферы неправильной (вытянутой) или идеально круглой, шарообразной формы. Звёздный состав эллиптических систем включает старых красных гигантов или красных, жёлтых карликов. Массивных, активных светил в них нет или они крайне редки. В список галактик эллипсоидной формы входит М87, расположенная на расстоянии в 53,5 млн световых лет от Земли.
2. Линзовидная.
   Является промежуточным звеном между спиральными и эллиптическими звёздными островами. У астрономов существует версия, что линзовидная галактика образовалась из спиральной, у которой слились рукава, а потенциал звездообразования закончился. У неё имеется массивное ядро, распластанные газовый и звёздный диски. Внешне напоминает двояковыпуклую линзу из-за контраста плоских дисков и объёмного, выступающего балджа. Состоит из старых звёзд, чёрных дыр, маленьких зрелых светил остатков сверхновых звёзд, галактической пыли. Одна из подобных космических систем под названием Веретено располагается от Земли на расстоянии в 45 млн световых лет.
3. С перемычкой.
   Система округлой формы, которую посередине пересекает яркая перемычка, состоящая из звёзд и межзвёздного газа. Рукава идут от краёв этой перемычки (бара). Галактика с перемычкой очень схожа со спиральной. Основное их отличие в том, что спирали начинаются от бара, а не от ядра. Примером является NGC 1300, расположенная в 60 млн световых лет от нашей планеты.
4. Спиральная.
   В классическом варианте спиральная галактика – это активно вращающийся звёздный остров в виде эллипса, в котором от балджа отходят рукава в виде закрученных спиралей. У большинства таких космических объектов есть перемычки. В рукавах активно образуются молодые звёзды из-за большого содержания там свободной видимой материи. Список галактик в виде спирали обширен. Такие системы составляют 55% от всего количества звёздных островов во Вселенной.
   Интересным фактом является то, что у них немного рукавов. Спираль закручивается не очень туго, звёзды свободно перемещаются из одной её части в другую. Почему рукава не закручиваются больше ещё не известно. Одной из версий является то, что спираль закручивается под влиянием волн плотности, сжимающие пылевые и газовые облака, попадающие в галактические рукава. В результате активируется образование звёзд, в основном массивных и ярких, жизненный срок которых составляет несколько миллионов лет. При этом они находятся практически всегда в фиксированном положении, что обеспечивает стабильность спиралей.
   Но эта гипотеза так и остаётся предположением без доказательств, потому что длительное изучение развития галактических систем невозможно из-за их сложной структуры. Самая известная галактика, относящаяся к этому типу – Млечный Путь.
5. Неправильная.
   Очень редкая разновидность звёздных островков. Состоит из газа, пыли, звёздных скоплений, но в них отсутствуют основные структурные элементы, такие как балдж, рукава. По структуре и внешнему виду неправильная галактика похожа на рваные облака. Такой формой она часто обязана воздействию гравитационных полей. Но иногда приобретает рваный вид сама по себе.
   Интересными, с точки зрения, астрономии является карликовая неправильная галактика. Она наполнена газом – необходимым элементом для образования новых звёзд. В ней мало металлов и они очень компактные по размеру. Всё это в совокупности создаёт оптимальные условия для зарождения ярких, огромных звёзд, которые очень быстро гаснут. К неправильной системе относится NGC 4449, располагающаяся 12 млн световых лет от Земли.

Бар (перемычка) проходит от внутренних концов спиральных ветвей (голубые) к центру галактики. NGC 1300.

Планета Земля входит в Млечный Путь, это спиральная галактика с перемычкой. Включает более 150 млрд звёзд, световой луч с одной стороны Млечного Пути до другого проходит за сотню тысяч лет. Солнечная система располагается на краю нашей галактики. Расстояние от Солнца до ядра Млечного Пути составляет 30 000 световых лет.

Вселенная — это сверхтекучая жидкость

Даже если пространство имеет только три измерения, все еще существует четвертое измерение в форме времени. Именно поэтому теоретически можно визуализировать Вселенную, которая существует в четырехмерном пространстве-времени. В 1905 году Эйнштейн в своей теории относительности первым предположил, что пространство и время могут быть связаны между собой. При этом сам термин «пространство-время» придумали лишь три года спустя, его автор — математик Герман Минковский. «Отныне время само по себе и пространство само по себе становятся пустой фикцией, и только единение их сохраняет шанс на реальность» — заявил он на коллоквиуме в 1908 году.

Согласно некоторым теориям, например, предложенной итальянскими физиками Стефано Либерати и Лукой Макчионе, пространство-время — это не просто абстрактная система отсчета, содержащая физические объекты, такие как звезды и галактики. Итальянские ученые считают, что это физическая субстанция сама по себе, аналогичная океану, полному воды. Подобно тому, как вода состоит из бесчисленных молекул, согласно теории, пространство-время — состоит из микроскопических частиц на более глубоком уровне реальности.

Вообще, сама идея о том, что пространство-время ведет себя как жидкость, самая новая — теорию «сверхтекучего вакуума» предложили больше полвека назад. Но итальянские исследователи стали первыми, кто задались вопросом о вязкости такой жидкости. То, как все движется во Вселенной — одна из загадок в физике. Например волна распространяется через воду, используя ее как «среду» для перемещения. Передача энергии требует среды, но как электромагнитные волны и, например, фотоны, движутся в пространстве, где вроде нет ничего?

Либерати и Макчионе предложили решение проблемы — они разработали теорию сверхтекучего космоса. Согласно ей, Вселенная состоит из сверхтекучей жидкости с нулевой вязкостью, которая ведет себя как единое целое. Сверхтекучей можно назвать жидкость, которая может течь бесконечно, при этом не теряя энергию. Это не выдуманная концепция, такие жидкости существуют на самом деле.

Сверхтекучесть — фаза вещества, в которое переходят жидкости или газы, когда остывают до температур вблизи абсолютного нуля. В этом состоянии атомы теряют индивидуальные свойства, и ведут себя, как единый супер-атом. Самая известная сверхтекучая жидкость — это гелий, но лишь охлажденный до 2 K (Кельвинов) или –271,15 ℃.

У сверхтекучих жидкостей есть несколько уникальных свойств. Они могут, например, подняться по стенкам незакрытого сосуда и «сбежать» из него. При этом, их просто невозможно нагреть — они отлично передают тепло. Жидкость со сверхтекучими свойствами просто испарится при нагреве.

Теория визуализирует пространство-время как сверхтекучую жидкость с нулевой вязкостью. Странным свойством таких жидкостей является то, что их нельзя заставить вращаться «оптом», как «работает» обычная жидкость при перемешивании. Они распадаются на крошечные вихри. В 2014 году ученые выяснили, что эти квантовые «торнадо» в ранней Вселенной объясняют возникновение галактик.

Состав галактик

Распределение газа в галактике может сильно отличаться от распределения звезд. Иногда газ прослеживается дальше от центра Галактики, чем звезды, что свидетельствует о том, что Галактика может продолжаться за ее оптическими границами. Относительная массовая доля межзвездного газа увеличивается в среднем от E до Irr галактик. Для таких галактик, как наша, это всего несколько процентов, а E газовые галактики содержат менее 0.1 процента (хотя есть исключения из этого правила). Межзвездный газ состоит в основном из водорода и гелия с небольшой примесью более тяжелых элементов. Эти более тяжелые элементы образуются в звездах и заканчиваются в межзвездном пространстве вместе с газом, который звезды теряют

Поэтому для изучения эволюции галактики важно знать содержание более тяжелых элементов

В спиральных галактиках газ сконцентрирован в плоскости звездного диска, а в пределах диска его плотность наибольшая в спиральных ветвях и центральных областях галактики. Однако газ наблюдается и в эллиптических галактиках, где нет ни звездных дисков, ни спиральных ветвей. В этих галактиках газ — это горячая, тонкая среда, которая заполняет весь объем звездной системы. Из-за высокой температуры (сотни тысяч градусов Кельвина) ее можно наблюдать на рентгеновских лучах.

Газ в галактиках S и Irr находится в трех основных состояниях или фазах. Во-первых, это облако холодного (менее 100 K) молекулярного газа. Такой газ не излучает свет, но его присутствие позволяет обнаружить радио-мониторинг, так как различные молекулы в тонкой среде излучают на определенных известных длинах волн. Звезды рождаются в облаках холодного газа. Во-вторых, именно атомный или нейтральный газ формирует облака и разрежение межоблачной среды. Этот газ тоже не излучает свет. Атомный водород был обнаружен по радио на частоте 1420 МГц. Обычно большая часть межзвездного газа находится в таком состоянии. В-третьих, обычно существуют многочисленные яркие области видимого света, образованные газом, ионизированным ультрафиолетовым излучением звезд и нагретым примерно до 10 000 К. Затем газ нагревается примерно до 10 000 К. Затем газ нагревается примерно до 10 000 К.

Это области ионизированного газа. Как правило, источником нагрева и ионизации являются молодые массивные звезды, поэтому большое количество ионизированного газа свидетельствует об интенсивном образовании звезд в Галактике. Газообразная среда межзвездного пространства также содержит мелкодисперсный твердый компонент, межзвездную пыль. Это проявляется двумя способами. Во-первых, пыль поглощает видимый и ультрафиолетовый свет, что приводит к общему ослаблению яркости и покраснению галактики. Наиболее непрозрачные (из-за пыли) части галактики видны в виде темных областей на ярком фоне. Вблизи плоскости звездного диска особенно много непрозрачных областей, где сосредоточена холодная межзвездная среда. Так что, когда вы смотрите на диск Галактики «с ребра «, вы обычно можете увидеть ленту пыли, которая пересекает Галактику в диаметре. Во-вторых, сама пыль излучает, что приводит к накоплению световой энергии в виде дальнего инфракрасного излучения (в диапазоне длин волн 50-1000 мкм). Поэтому суммарная энергия пылевого излучения сравнима с энергией видимого излучения, поступающего к нам от всех звезд Галактики.

Общая
масса пыли относительно невелика: она в несколько сотен раз меньше общей массы
межзвездного газа. Особенно мало пыли в E-галактиках, где даже холодного газа
практически нет, и в карликовых галактиках, где может быть много газа, но среда
содержит лишь несколько тяжелых элементов, необходимых для образования пыли.
Пыль в галактиках является продуктом звездообразования.

Открытие

До этого верили, что на первом месте по приближенности находилась Карликовая эллиптическая галактика в Стрельце (70000 световых лет от Земли). Это ближе, чем Большое Магелланово Облако (180000 лет).

Карликовая галактика в Большом Псе показалась впервые в 2003 году. Астрономы проверили 70% неба при помощи All-Sky Survey и обнаружили примерно 5700 небесных источников инфракрасного излучения. Инфракрасная технология невероятно важна, так как красный свет не блокируется газом и пылью. Таким образом, удалось отыскать множество гигантов М-типа в созвездии Большого Пса. Некоторые структуры формировали слабые дуги.

Художественная интерпретация чрезвычайно мощной вспышки карликовой звезды EV Ящерицы

Большое количество звезд М-типа стало причиной, по которой удалось найти пласт. Красные карлики с низкой температурой уступают по яркости, поэтому их не получится заметить без использования техники. Зато они отчетливо видны в инфракрасном диапазоне.

Данные подпитывали мысли о том, что галактики способны вырастать, за счет поглощений меньших соседей. Таким образом, появилась наша галактика Млечный Путь, которая и сейчас продолжает этим заниматься. А так как бывшие звезды Карликовой Галактики в Большом Псе теперь наши, можно сказать, что она расположена ближе всех.

Бывшего призера нашли в 1994 году (карликовая в Стрельце). Среди ближайших спиральных – Андромеда (М31), которая спешит к нам с ускорением в 110 км/с. Через 4 миллиарда световых лет произойдет слияние.

Что такое галактика?

Для начала на примере Млечного Пути давайте разберемся что представляют из себя галактики. Итак, галактика — это огромная гравитационно связанная система. В ней содержится порядка 200 миллиардов звезд, а также туманности, темная материя, планеты, облака пыли и газа, а также звездные скопления. Все объекты, находящиеся в галактике, участвуют в движении относительно общего центра масс. В самом сердце галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая, кстати, по сообщениям ученых в последнее время ведет себя довольно странно.

Так выглядит центр Млечного Пути

В зависимости от вида, согласно классификации Эдвина Хаббла, каждая галактика имеет свои особенности. Так, Млечный Путь по своей форме в профиль отдаленно похож на “летающую тарелку”. А не так давно ученые выяснили, что наша галактика совсем не плоская, как считалось раньше — оказалось, что Млечный Путь больше напоминает гармошку, так как галактика как будто смята ближе к краям.

Расстояние между галактиками чрезвычайно велико. Так, ближайшая к нам галактика Андромеда располагается на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли. Такое расстояние сложно себе представить. Но что находится между галактиками?

Активные галактики

Это тип галактики, излучающий больше энергии, чем обычная. Млечный Путь считается стабильным. По сравнению с ним, активные выделяют в 100 раз больше энергии. Это происходит из-за взрывов в ядре. Энергия высвобождается в виде радиоволн. Есть несколько разновидностей таких галактик.

Типичный вид Сейфертовской галактики — спиральная галактика NGC 1566

Сейфертовские галактики напоминают спиральные с чрезвычайно активным ядром. Больше всего интереса вызывают квазары, потому что за 1 секунду способны выплеснуть столько энергии, сколько Солнце производит за все свое существование. Они напоминают звезды и считаются наиболее энергичными объектами. Многие полагают, что квазары выступают активными ядрами далеких галактик на ранних эволюционных стадиях. Свет движется к нам миллиарды лет и может поступать даже с самого начала Вселенной.

Как же узнали о нашей галактике? Древние люди наблюдали в небе светлую полосу и назвали ее Млечным Путем. В конце 1500-х гг. Галилео Галилей впервые посмотрел на звезды в телескоп и понял, что эта полоса представлена множеством отдельных объектов. В 1755 году Иммануил Кант предположил, что наша галактика – линзовидная звездная группа и во Вселенной еще много таких.

Проходили годы и ученые знакомились с галактикой ближе, но все еще ставили Солнце в ее центре. В 1918 году все изменилось, когда Харлоу Шепли понял, что мы находимся на периферии галактики.

Структура Галактики

Если внимательно посмотреть на карту космоса, можно увидеть, что Млечный Путь очень сжат в плоскости и по виду напоминает «летающую тарелку» (Солнечная система расположена почти у самого края звёздной системы). Состоит Галактика Млечный Путь из ядра, перемычки, диска, спиральных рукавов и короны.

Ядро

Ядро находится в созвездии Стрельца, где расположен источник нетеплового излучения, температура которого составляет около десяти миллионов градусов – явление, характерное только для ядер Галактик. В центре ядра находится уплотнение – балдж, состоящий из большого числа движущихся по вытянутой орбите старых звёзд, многие из которых пребывают в конце своего жизненного цикла.

В самом центре ядра находится сверхмассивная чёрная дыра (участок в космическом пространстве, имеющий такую мощную гравитацию, что покинуть его неспособен даже свет), вокруг которой вращается чёрная дыра меньших размеров. Вместе они оказывают такое сильное гравитационное влияние на находящиеся недалеко от них звёзды и созвездия, что те движутся по необычным для небесных тел траекториям во Вселенной.

Также для центра Млечного Пути характерна чрезвычайно сильная концентрация звёзд, расстояние между которыми в несколько сотен раз меньше, чем на периферии. Скорость движения большинства из них абсолютно не зависит от того, как далеко они находятся от ядра, а потому средняя скорость вращения колеблется от 210 до 250 км/с.

Перемычка

Перемычка размером в 27 тыс. световых лет пересекает центральную часть Галактики под углом в 44 градуса к условной линии между Солнцем и ядром Млечного Пути. Состоит она в основном из старых красных звёзд (около 22 млн.), и окружена газовым кольцом, в котором содержится большая часть молекулярного водорода, а потому является районом, где образуются звёзды в наибольшем количестве. Согласно одной из теорий, в перемычке происходит такое активное звездообразование из-за того, что она пропускает через себя газ, из которого рождаются созвездия.

Диск

Млечный путь являет собой диск, состоящий из созвездий, газовых туманностей и пыли (размеры его диаметра составляют около 100 тыс. световых лет при толщине в несколько тысяч). Вращается диск значительно быстрее короны, что расположена по краям Галактики, при этом скорость вращения на разных расстояниях от ядра неодинакова и хаотична (колеблется от нуля в ядре до 250 км/ч на расстоянии в 2 тыс. световых лет от него). Возле плоскости диска сконцентрированы газовые облака, а также молодые звёзды и созвездия.

С внешней стороны Млечного пути находятся слоя атомарного водорода, который уходит в космос на полторы тысячи световых лет от крайних спиралей. Несмотря на то, что этот водород в десять раз толще, чем в центре Галактики, плотность его во столько же раз ниже. На окраине Млечного пути были обнаружены плотные скопления газа с температурой в 10 тыс. градусов, размеры которых превышают несколько тысяч световых лет.

Спиральные рукава

Сразу за газовым кольцом расположено пять главных спиральных рукавов Галактики, размер которых составляет от 3 до 4,5 тыс. парсек: Лебедя, Персея, Ориона, Стрельца и Центавра (Солнце находится с внутренней стороны рукава Ориона). Молекулярный газ находится в рукавах неравномерно и далеко не всегда подчиняется правилам вращения Галактики, внося погрешности.

Корона

Корона Млечного Пути представлена в виде сферического гало, которое выходит за пределы Галактики в космос на пять-десять световых лет. Состоит корона из шаровых скоплений, созвездий, отдельных звёзд (в основном – старых и маломассивных), карликовых галактик, горячего газа. Все они движутся вокруг ядра по вытянутым орбитам, при этом вращение некоторых звёзд до того беспорядочно, что даже скорость рядом расположенных светил может значительно отличаться, поэтому вращается корона чрезвычайно медленно.

По одной из гипотез, возникла корона в результате поглощения Млечным путём более мелких галактик, а потому является их остатками. По предварительным данным, возраст гало превышает двенадцать миллиардов лет и оно является ровесницей Млечного Пути, а потому звездообразование здесь уже завершилось.

Типы галактик и их характеристики

Многообразие звездных систем побудило ученых задуматься об объединении их по внешнему виду, а также закономерностям проходящих внутри процессов. В 1925 г. Эдвин Хаббл предложил классификацию скоплений по их морфологии и дал им определение. Этот список без изменений используется и сегодня. Созданы и более детальные систематизации.

Эллиптические галактики (e)

Имеют форму эллипса. Включают в себя красные и холодные космические тела-гиганты. По данным астрономов, доля эллиптических звездных систем составляет 20% от всего объема. Существуют карликовые и гигантские скопления.

Ближайшая к Земле галактика эллиптического типа, открытая в 1938 г. американским астрономом Харлоу Шеплом, находится в созвездии Скульптор. Она относится к карликовым сфероидальным системам и имеет отличительную особенность — высокое содержание металлических объектов (около 4% от общей массы). Такой показатель наблюдается в образованиях, расположенных на краю видимой Вселенной.

Галактика эллиптической формы. Credit: referatwork.ru.

Спиральные галактики (s)

Представляют собой своеобразный звездный блин, который вращается вокруг своей оси и содержит до 500 млрд объектов. В центральной зоне наблюдается овальное вздутие — бандаж. Спиральные образования имеют два диска и благодаря множеству закрученных спиралевидных ветвей считаются наиболее красивым и завораживающим зрелищем в космосе.

В 1912 г. ученые выяснили, что Туманность Андромеды движется по направлению к Солнцу с впечатляющей скоростью — 300 км/ч. По прогнозам исследователей, через 3 млрд лет Туманность Андромеды столкнется с Млечным путем. Это означает, что в результате взаимодействия Солнечная система будет выброшена в космическое пространство, но разрушения планет не произойдет.

Спиральная галактика NGC 3521. Credit: kentbiggs.com.

Неправильные галактики (Irr)

Не вписываются в структуру, созданную Хабблом, так как не могут быть описаны как образования эллиптической или спиральной формы. У них нет ядра, а движение звезд хаотично. Предположительно, раньше неправильные системы имели четкие границы, но под воздействием разных гравитационных сил деформировались.

Выделяют три подтипа галактик:

1. Irr I — системы, чья структура угадывается, но недостаточно, чтобы их можно было отнести к одному из типов, выделенных Хабблом.

1. Irr II — системы, пережившие столкновение в прошлом или переживающие гравитационное взаимодействие сейчас.
2. Карликовые неправильные — галактики, которые характеризуются минимальной светимостью.

Примерами последних систем являются Большое и Малое Магеллановы облака (БМО и ММО), которые находятся в той области неба, которая относится к Южному полушарию (в России не наблюдаются). В диаметре они меньше Млечного пути в 30 раз и легче в 300 раз, удалены от галактики, в которой находится Земля, на 163 тыс. световых лет.

Карликовые неправильные БМО и ММО. Credit: cyberway.golos.io.

Современные исследования стали возможны после запуска телескопа «Хаббл». В 2006 г. стало известно, что период вращения БМО составляет 250 млн лет.

У неправильных галактик нет ядра. Credit: w-dog.ru.

С полярными кольцами

Галактики такой формы встречаются редко. Они имеют необычную форму (внешнее кольцо вращается непосредственно над полюсами) и внешне напоминают большой овал с перпендикулярно расположенным внутри малым овалом.

Поэтому существует предположение, что галактики образовались при слиянии двух систем. Изучение таких систем затруднено небольшим числом исследуемых объектов и их большой удаленностью.

Расстояние от Солнечной системы — 12 млн лет. Образование было открыто в 1826 г. английским ученым Джеймсом Данлопом, а в 1847 г. Джон Гершель составил подробное описание Центавры А. С помощью космического телескопа «Хаббл» и орбитальной установки «Обсерватория Эйнштейна» были обнаружены крупные квазары и нейтронные звезды.

Центавр А — галактика с полярными кольцами. Credit: pbs.twimg.com.

Пекулярные галактики

Характеризуются искаженной структурой, причина которой — столкновение с другой галактикой или воздействие материи после выбросов космического вещества. Из-за индивидуальных особенностей их нельзя отнести к классификации Хаббла.

Искаженная структура у пекулярных галактик. Credit: naked-science.ru.

Влияние полосы на свойства галактики

Считается, что галактическая перемычка играет важную транспортную роль, а также в общей динамике галактики. С помощью численного моделирования было подтверждено, что стержень, как было сказано ранее, является путем для переноса газа из внешних зон к центру Галактики.

Газовые облака взаимодействуют по краям стержня, теряя угловой момент и тем самым способствуя созданию потока вещества. Компьютерное моделирование также показывает, что если масса накапливается в центре в достаточном количестве, стержень разрушается.

Это причина, по которой считается, что многие обычные галактики могли иметь полосу в прошлом. И они также считают, что наличие бара может повторяться при определенных условиях, которые способствуют его формированию.

Облегчая поток вещества внутри галактики, полоса влияет на скорость звездообразования и имеет решающее значение для цвета и химического состава. Что касается галактик, то цвет определяется преобладающим типом звездного населения.

Звездное население классифицируется в популяции I, молодые звезды, в которых преобладают элементы тяжелее гелия — высокий металличность- и популяция II, более старшая и с низкой металличностью. Некоторые галактики с перемычкой имеют тенденцию быть более красноватыми, поэтому влияние полосы на цвет еще не ясно.

Еще один важный момент заключается в том, что некоторые исследователи предполагают, что стержень способен активировать галактическое ядро, чтобы производить интенсивные выбросы энергии на высоких частотах, а также изменять структуру, способствуя образованию лампочек и псевдобульб.

Спирали должны размазаться

Галактика имеет очень сложную форму и вращается вокруг своего центра масс. Спиральные галактические рукава изогнуты. И не беспорядочно, а по строгой математической формуле логарифмической спирали. Так же изогнуты ветви множества других спиральных галактик — очевидно, эта форма устойчива. Во всяком случае, она существует так же долго, как наша Солнечная система (то есть примерно 5—6 миллиардов лет). Весьма вероятно, однако, что спирали Галактики существовали раньше, чем образовалось наше Солнце. Но тут начинается непонятное.

Разумно предположить: каждая звезда, каждая молекула газа или пылинка вращается совершенно независимо от других вокруг центра тяжести Галактики. И по тем же законам, по которым искусственные спутники движутся вокруг Земли. Но тогда те массы галактического вещества, которые расположены ближе к центру Галактики, должны делать полный оборот гораздо быстрее, чем далекие. Выходит, не успело бы наше Солнце совершить один оборот (ему понадобилось бы для этого «всего» 200 миллионов лет), как одни «жители» Галактики, те, что ближе к центру, обогнали бы его, а далекие от центра звезды, пылевые скопления и т. д. отстали бы. Значит, рукава Галактики размазались бы в сплошной диск или разбились бы на концентрические кольца, вроде колец Сатурна. Почему этого не происходит, до недавних пор не мог понять ни один астроном.

Устойчивость галактических рукавов представлялась загадочной и удивительной. Еще хуже обстоит дело с центром Галактики, где плотность газа значительно больше, чем в рукавах. Газ этот, видимо, «вытекает» в рукава. Одна лишь ближайшая к центру спиральная ветвь должна уносить за год из галактического центра количество газа, равное по массе Солнцу. Как считает известный голландский астроном Оорт, всего за тридцать миллионов лет одна лишь эта ветвь должна была «выкачать» весь газ из диска радиусом до 9 тысяч световых лет. Слишком быстро!

Объяснить длительное существование ядра мог бы приток в него откуда-то новых порций газа. Но этого еще никто не обнаружил.

Астрономы попали в странное положение: после многих трудов им удалось выяснить состав и строение нашей Галактики, и тут же они увидели, что такое строение долго сохраняться как будто не должно.

Впервые обоснованную попытку объяснить постоянства формы Галактики сделал профессор Г. Рихтер из Германии.

Местная Группа — часть космической паутины

Ближайшее скопление галактик к Местной Группе — это скопление Девы, которое находится от нас на расстоянии около 55 миллионов световых лет. В скоплении Девы насчитывается более 2,000 «островных вселенных». Сравните это с Местной Группой, в которую, согласно подтвержденным данным, входит около 50 галактик, а по неподтвержденным — еще 30. При этом, размер большинства галактик Местной Группы не сопоставим с размером Млечного Пути и Галактики Андромеды. Однако и это еще не все — Местная Группа — лишь малая, периферийная часть сверхскопления галактик, которое в общей сложности насчитывает больше тысячи самых разных галактик. Вместе эти сверхскопления образуют гигантскую но далеко не единственную субструктуру Вселенной. Чувствуете себя маленькими?

Перед вами часть галактик Местной Группы

Как пишет издание Astronomy, большинство галактик, составляющих космическую паутину — сеть сверхскоплений галактик — существуют в небольших группах, которые разбросаны по всему космосу. Исследователи полагают, что галактики Местной Группы возникли более 13 миллиардов лет назад, когда первые скопления вещества разрослись в протогалактики. Спустя миллиард лет после Большого Взрыва, когда сформировались звезды, Местная Группа растянулась на 600 000 световых лет. Дело в том, что будучи близко друг к другу, галактики в то время объединялись чаще. Не исключено, что подобные слияния могли создать Млечный Путь из 100 или более протогалактик.

Спутники Млечного Пути — Большое и Малое Магеллановы Облака — находятся от нас на расстоянии 163 тысяч световых лет. Это карликовые галактики, которые Млечный Путь поглотит в будущем. В этом нет ничего удивительного, так как наша галактика прямо сейчас уничтожает и пожирает сфероидальную карликовую галактику Стрельца. Кроме того, примерно через 4 миллиарда лет Галактика Андромеды и Млечный Путь столкнутся в результате образовав новую, большую галактику, которая в конечном итоге станет гигантской эллиптической галактикой.

Большое и Малое Магеллановы Облака

Учитывая тот факт, что наблюдения астрономов ограничены наблюдаемой Вселенной, изучение галактик Местной Группы и ближайшего к ней скопления Девы позволяет ученым увидеть микромир — своего рода лабораторию или мини Вселенную. Вещество, которое астрономы называют темной материей, составляет 26% от всего вещества во Вселенной, но пока никто не знает, что она из себя представляет. Используя технику, называемую гравитационным линзированием, астрономы изучили ореол Млечного Пути и исключили нескольких предполагаемых кандидатов. Точно так же ученые используют ближайшие галактики, чтобы изучить, где образуются черные дыры. Так или иначе, эволюция галактик и процесс звездообразования, позволяет ученым узнать больше не только о нашей собственной галактике, но и обо всей Вселенной.