Otaczająca nas przestrzeń zewnętrzna to nie tylko samotne gwiazdy, planety, asteroidy i komety lśniące na nocnym niebie. Kosmos to olbrzymi system, w którym wszystko jest w ścisłej interakcji ze sobą. Planety skupiają się wokół gwiazd, które z kolei tworzą gromady lub mgławice. Formacje te mogą być reprezentowane przez pojedyncze luminarze, lub mogą numerować setki, tysiące gwiazd, tworząc już formacje wszechświata na większą skalę - galaktyki. Nasz gwiezdny kraj, galaktyka Drogi Mlecznej, to tylko niewielka część rozległego wszechświata, w którym oprócz tego istnieją inne galaktyki.
Wszechświat jest ciągle w ruchu. Każdy obiekt w kosmosie jest częścią konkretnej galaktyki. Podążając za gwiazdami, poruszają się również galaktyki, z których każda ma swoje własne wymiary, określone miejsce w gęstym porządku uniwersalnym i własną trajektorię ruchu.
Człowiek zdążył policzyć liczbę gwiazd na niebie, ale ustalenie, ile galaktyk we wszechświecie jest zadaniem zniechęcającym, zarówno pod względem technicznym, jak i teoretycznym.
Jaka jest prawdziwa struktura wszechświata?
Przez długi czas, naukowe reprezentacje ludzkości o kosmosie zostały zbudowane wokół planet Układu Słonecznego, gwiazd i czarnych dziur zamieszkujących nasz dom gwiazdowy - galaktykę Drogi Mlecznej. Każdy inny galaktyczny obiekt wykryty w kosmosie przez teleskopy został automatycznie wprowadzony do struktury naszej galaktycznej przestrzeni. W związku z tym nie było pojęcia, że Droga Mleczna nie jest jedyną powszechną edukacją.
Ograniczone możliwości techniczne nie pozwoliły nam spojrzeć dalej, poza Drogę Mleczną, gdzie zgodnie z ustaloną opinią zaczyna się pustka. Dopiero w 1920 r. Amerykański astrofizyk Edwin Hubble był w stanie znaleźć dowody na to, że Wszechświat jest znacznie większy i wraz z naszą galaktyką istnieją inne duże i małe galaktyki w tym rozległym i nieograniczonym świecie. Prawdziwa granica wszechświata nie istnieje. Niektóre obiekty są nam wystarczająco bliskie, zaledwie kilka milionów lat świetlnych od Ziemi. Inni, wręcz przeciwnie, znajdują się w odległym zakątku wszechświata, będąc poza zasięgiem wzroku.
Minęło już prawie sto lat, a dziś liczba galaktyk szacowana jest na setki tysięcy. Na tym tle nasza Droga Mleczna nie wygląda tak olbrzymie, jeśli nie powiedzieć, bardzo małe. Dzisiaj odkryto już galaktyki, których rozmiar jest trudny nawet do analizy matematycznej. Na przykład największa galaktyka we wszechświecie, IC 1101, ma średnicę 6 milionów lat świetlnych i składa się z ponad 100 bilionów gwiazd. Ten galaktyczny potwór znajduje się ponad miliard lat świetlnych od naszej planety.
Struktura takiej ogromnej formacji, która jest wszechświatem w skali globalnej, reprezentowana jest przez pustkę i formacje międzygwiezdne - włókna. Te z kolei są podzielone na supergromady, skupiska międzygalaktyczne i grupy galaktyczne. Najmniejszym ogniwem tego ogromnego mechanizmu jest galaktyka, reprezentowana przez liczne gromady gwiazd - broń i mgławice gazowe. Zakłada się, że Wszechświat stale się rozszerza, powodując, że galaktyki poruszają się z dużą prędkością w kierunku od środka Wszechświata do peryferii.
Jeśli wyobrażamy sobie, że obserwujemy kosmos z naszej galaktyki Drogi Mlecznej, która jest podobno zlokalizowana w centrum wszechświata, wówczas taki model struktury Wszechświata na dużą skalę będzie wyglądał tak.
Ciemna materia - to pustka, supergromady, gromady galaktyk i mgławice - to wszystkie konsekwencje Wielkiego Wybuchu, który zapoczątkował powstawanie Wszechświata. Przez miliard lat jego struktura ulega przekształceniu, zmienia się kształt galaktyk, gdy niektóre gwiazdy znikają, są pochłaniane przez czarne dziury, a inne, wręcz przeciwnie, zamieniają się w supernowe, stając się nowymi obiektami galaktycznymi. Miliardy lat temu w aranżacji galaktyk było zupełnie inaczej niż to, co teraz widzimy. W każdym razie, na tle ciągłych procesów astrofizycznych zachodzących w przestrzeni, można wyciągnąć pewne wnioski o tym, że nasz Wszechświat ma nietrwałą strukturę. Wszystkie obiekty kosmiczne są w ciągłym ruchu, zmieniając ich położenie, rozmiar i wiek.
Dzisiaj, dzięki teleskopowi Hubble'a, byliśmy w stanie zlokalizować nam najbliższe galaktyki, ustalić ich wielkość i określić względną pozycję naszego świata. Dzięki staraniom astronomów, matematyków i astrofizyków opracowano mapę Wszechświata. Zidentyfikowano pojedyncze galaktyki, ale w przeważającej części takie duże obiekty wszechświatowe są zgrupowane w kilkudziesięciu grupach. Średnia wielkość galaktyk w takiej grupie wynosi 1-3 milionów lat świetlnych. Grupa, do której należy nasza Droga Mleczna, ma 40 galaktyk. Oprócz grup w przestrzeni międzygalaktycznej istnieje ogromna liczba galaktyk karłowatych. Z reguły takie formacje są satelitami większych galaktyk, takich jak nasza Droga Mleczna, Trójkąt lub Andromeda.
Do niedawna najmniejsza galaktyka we wszechświecie była uważana za galaktykę karłowatą "Segue 2", znajdującą się 35 kiloparseków od naszej gwiazdy. Jednak w 2018 r. Japońscy astrofizycy odkryli jeszcze mniejszą galaktykę, Pannę I, która jest satelitą Drogi Mlecznej i znajduje się w odległości 280 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Jednak naukowcy uważają, że nie jest to limit. Wysokie prawdopodobieństwo, że galaktyki są o wiele skromniejsze.
Gromady galaktyk tworzą gromady, obszary przestrzeni kosmicznej, w których znajduje się setki galaktyk różnego rodzaju, kształtów i rozmiarów. Nagromadzenia mają kolosalny rozmiar. Z reguły średnica takiego wszechświata wynosi kilka megaparseków.
Charakterystyczną cechą struktury wszechświata jest jego słaba zmienność. Pomimo ogromnych prędkości, którymi galaktyki poruszają się we wszechświecie, wszystkie pozostają w jednym skupisku. Tutaj zasada zachowania pozycji cząstek w przestrzeni, na którą wpływa ciemna materia, powstała w wyniku dużej eksplozji. Zakłada się, że pod wpływem tych pustek, wypełnionych ciemną materią, gromady i grupy galaktyk nadal poruszają się w tym samym kierunku od miliardów lat, sąsiadując ze sobą.
Największymi formacjami we Wszechświecie są supergromady galaktyczne, które jednoczą grupy galaktyk. Najbardziej znaną supergromadą jest Wielki Mur Klauna, obiekt o uniwersalnej skali rozciągający się na 500 milionów lat świetlnych. Grubość tej supergromady wynosi 15 milionów lat świetlnych.
W obecnych warunkach statki kosmiczne i technologia nie pozwalają nam na rozważenie wszechświata do jego pełnej głębi. Możemy wykrywać tylko supergromady, klastry i grupy. Ponadto nasz kosmos ma gigantyczne puste przestrzenie, bąble ciemnej materii.
Kroki do odkrywania wszechświata
Nowoczesna mapa wszechświata pozwala nam nie tylko określić naszą lokalizację w przestrzeni. Dzisiaj dzięki obecności potężnych radioteleskopów i możliwości technicznych teleskopu Hubble'a udało się nie tylko w przybliżeniu oszacować liczbę galaktyk we Wszechświecie, ale także określić ich rodzaje i odmiany. W 1845 roku brytyjski astronom William Parsons, wykorzystując teleskop do badania chmur gazu, był w stanie zidentyfikować spiralny charakter struktury obiektów galaktycznych, koncentrując się na tym, że w różnych obszarach jasność gromad gwiazdowych może być mniejsza lub mniejsza.
Sto lat temu Droga Mleczna była uważana za jedyną znaną galaktykę, chociaż obecność innych obiektów międzygalaktycznych została udowodniona matematycznie. Nasz plac kosmiczny zyskał swoją nazwę w czasach starożytnych. Starożytni astronomowie, patrząc na niezliczone gwiazdy na nocnym niebie, zauważyli charakterystyczną cechę ich lokalizacji. Główna gromada gwiazd koncentrowała się wzdłuż wyimaginowanej linii, przypominającej ścieżkę spryskanego mleka. Galaktyka Mlecznej Drogi, ciała niebieskie z innej znanej galaktyki Andromedy, są pierwszymi obiektami wszechświata, od których rozpoczęło się badanie kosmosu.
Nasza Droga Mleczna ma kompletny zestaw wszystkich galaktycznych obiektów, które powinna mieć normalna galaktyka. Są tu gromady i grupy gwiazd, których całkowita liczba wynosi około 250-400 miliardów, w naszej galaktyce są chmury gazu, tworzące broń, czarne dziury i systemy słoneczne, takie jak nasze.
W tym samym czasie Droga Mleczna, podobnie jak Andromeda z Trójkątem, jest tylko niewielką częścią Wszechświata, który jest częścią lokalnej grupy supergromady zwanej Panną. Nasza galaktyka ma kształt spiralny, w którym większość gromad gwiazd, chmury gazu i inne obiekty kosmiczne poruszają się wokół środka. Średnica zewnętrznej spirali wynosi 100 tysięcy lat świetlnych. Droga Mleczna - według standardów kosmosu nie jest wielką galaktyką, której masa wynosi 4,8x1011 Mʘ. W jednym z ramion Oriona Łabędź jest naszym słońcem. Odległość od naszej gwiazdy do centrum Drogi Mlecznej wynosi 26000 ± 1400 sv. lat
Przez długi czas wierzono, że jeden z najpopularniejszych astronomów wśród mgławicy Andromedy jest częścią naszej galaktyki. Późniejsze badania tej części kosmosu dały niepodważalne dowody na to, że Andromeda jest niezależną galaktyką i znacznie większą niż Droga Mleczna. Obrazy uzyskane za pomocą teleskopów wykazały, że Andromeda ma swój rdzeń. Są też gromady gwiazd i są mgławice poruszające się po spirali. Za każdym razem astronomowie próbowali zagłębiać się we wszechświecie, eksplorując rozległe obszary kosmosu. Liczba gwiazd w tym wszechświecie olbrzyma szacowana jest na 1 trylion.
Dzięki wysiłkom Edwina Hubble'a udało się ustalić przybliżoną odległość do Andromedy, która nie mogła być częścią naszej galaktyki. To była pierwsza galaktyka poddana tak dokładnemu badaniu. Kolejne lata przyniosły nowe odkrycia w dziedzinie badań międzygalaktycznych. Część galaktyki Drogi Mlecznej, w której znajduje się nasz układ słoneczny, została dokładniej zbadana. Od połowy XX wieku stało się jasne, że oprócz naszej Drogi Mlecznej i dobrze znanej Andromedy, w kosmosie istnieje ogromna liczba innych istot o uniwersalnej skali. Jednak dla porządku wymaganego do usprawnienia przestrzeni kosmicznej. Jeśli gwiazdy, planety i inne obiekty kosmiczne uległy klasyfikacji, to z galaktykami było to bardziej skomplikowane. Ogromne wymiary badanych obszarów przestrzeni kosmicznej, które nie tylko były trudne do nauki wizualnej, ale także oceniały na poziomie ludzkiej natury, odniosły skutek.
Rodzaje galaktyk zgodnie z przyjętą klasyfikacją
Hubble był pierwszym, który zrobił taki krok, czyniąc w 1962 roku próbę klasyfikacji galaktyk znanych w tym czasie w logiczny sposób. Klasyfikacja została przeprowadzona na podstawie kształtu badanych obiektów. W rezultacie Hubble zdołał rozmieścić wszystkie galaktyki w czterech grupach:
- galaktyki spiralne są najbardziej rozpowszechnionym typem;
- eliptyczne galaktyki spiralne podążają;
- ze skoczkiem (bar) galaktyki;
- złe galaktyki.
Należy zauważyć, że nasza Droga Mleczna należy do typowych galaktyk spiralnych, jednak istnieje jedno "ale". Ostatnio obecność skoczka - baru, który znajduje się w centralnej części formacji. Innymi słowy, nasza galaktyka nie pochodzi z galaktycznego jądra, ale płynie od skoczka.
Tradycyjnie galaktyka spiralna wygląda w postaci płaskiego dysku w kształcie spirali, w którym koniecznie musi znajdować się jasny środek - rdzeń galaktyki. Takie galaktyki są najbardziej powszechne we Wszechświecie i są oznaczone przez łacińską literę S. Ponadto, istnieje podział galaktyk spiralnych na cztery podgrupy - So, Sa, Sb i Sc. Małe litery wskazują na obecność jasnego jądra, brak rękawów lub odwrotnie, obecność gęstych rękawów pokrywających centralną część galaktyki. W takich rękawach są skupiska gwiazd, grupa gwiazd, w tym nasz układ słoneczny, inne obiekty kosmiczne.
Główną cechą tego typu jest powolny obrót wokół środka. Droga Mleczna dokonuje całkowitej rewolucji wokół swojego centrum przez 250 milionów lat. Spirale znajdujące się bliżej centrum składają się głównie ze skupisk starych gwiazd. Centrum naszej galaktyki to czarna dziura, wokół której rozgrywa się cały główny ruch. Długość ścieżki według współczesnych szacunków jest w kierunku centrum 1,5-25 tysięcy lat świetlnych. W trakcie swojego istnienia galaktyki spiralne mogą łączyć się z innymi mniejszymi formacjami wszechświatowymi. Dowodami takich kolizji we wcześniejszych okresach jest obecność aureoli gwiazd i aureoli skupień. Podobna teoria leży u podstaw teorii powstawania galaktyk spiralnych, które były wynikiem zderzenia dwóch galaktyk znajdujących się w sąsiedztwie. Kolizja nie mogła przejść bez śladu, dając ogólny impuls rotacyjny nowej formacji. Obok galaktyki spiralnej znajduje się galaktyka karłowata, jedna, dwie lub kilka, które są satelitami większej formacji.
Podobny w strukturze i składzie do galaktyk spiralnych są eliptyczne galaktyki spiralne. Są to ogromne, największe obiekty wszechświata, w tym duża liczba supergromad, grup i grup gwiazd. W największych galaktykach liczba gwiazd przekracza dziesiątki bilionów. Główna różnica między takimi formacjami jest formą mocno rozciągniętą w przestrzeni. Spirale ułożone są w kształcie elipsy. Eliptyczna galaktyka spiralna M87 jest jedną z największych we wszechświecie.
Z galaktykami skoczków są znacznie mniej powszechne. Stanowią one około połowy wszystkich galaktyk spiralnych. W przeciwieństwie do formacji spiralnych, w takich galaktykach początek pochodzi od skoczka, zwanego prętem, wynikającym z dwóch najjaśniejszych gwiazd znajdujących się w centrum. Uderzającym przykładem takiej edukacji jest nasza Droga Mleczna i galaktyka Wielkiego Obłoku Magellana. Wcześniej formacja ta była przypisywana nieregularnym galaktykom. Skoczek jest obecnie jednym z głównych obszarów badań współczesnej astrofizyki. Według jednej wersji, pobliska czarna dziura ssie i pochłania gaz z pobliskich gwiazd.
Najpiękniejsze galaktyki we wszechświecie należą do rodzaju spiralnych i nieregularnych galaktyk. Jedną z najpiękniejszych jest galaktyka Whirlpool, znajdująca się w niebiańskiej konstelacji Hounds Dogs. W tym przypadku wyraźnie widoczne jest centrum galaktyki i spirale obracające się w tym samym kierunku. Nieregularne galaktyki to chaotycznie położone supergromady gwiazd, które nie mają wyraźnej struktury. Doskonałym przykładem takiej formacji jest galaktyka o numerze NGC 4038, znajdująca się w konstelacji Kruka. Tutaj, wraz z ogromnymi chmurami gazu i mgławicami, można dostrzec całkowity brak porządku w rozmieszczeniu obiektów kosmicznych.
Wnioski
Bez końca możesz eksplorować wszechświat. Za każdym razem, wraz z pojawieniem się nowych środków technicznych, człowiek otwiera zasłonę kosmosu. Galaktyki są najbardziej niezrozumiałymi dla ludzkich obiektów umysłu w przestrzeni kosmicznej, zarówno z psychologicznego punktu widzenia, jak iz perspektywy nauki.
