37 поразительных фотографий, показывающих наше место во вселенной

Галактика Млечный Путь: открытие и первые фото

Ученые, наблюдающие за звездами с Земли, еще в XVIII веке вывели закономерность – все небесные объекты вращаются вокруг более крупных: спутники вокруг планет, планеты вокруг Солнца. Поэтому было высказано предположение, что и Солнечная система входит в состав более крупной системы и вращается вокруг абстрактного центра.

Млечный Путь с Земли выглядит как красивый бледный пояс на ночном небе. Галилео Галилей, затем Иммануил Кант предположили, что наша звездная система является частью огромного скопления звезд. Исследования показали: больше всего видимых звезд находится в районе Млечного Пути, дальше него светящиеся объекты обнаруживаются с трудом. Также было сделано предположение, что видимые туманности на небе – соседние галактики (скопления).

Астроном Уильям Гершель (известен открытием Урана) подтвердил и доказал, что практически все видимые на небе объекты – это часть огромной Галактики (от греческого «галактикос» ­­_­­­­­– «молочный»). Фото Млечного Пути с Земли, а также ряда отдельных туманностей (являющихся тоже галактиками) отображают лишь малую часть видимой Вселенной.

Позднее обнаружилось, что Солнце находится очень далеко от центра нашего скопления звезд и вращается вокруг него. А сама Галактика на приличной скорости летит куда-то сквозь пространство.

Распределение звезд по спиралям

Подобное распределение звезд по спиралям

Звезды в спиралях распределены в радиальных тонких дисках с такими профилями интенсивности, что

я(р)знак равнояе-рчас{\ displaystyle I (R) = I_ {0} e ^ {- R / h}}

с масштабом диска; центральное значение; полезно определить: как размер звездного диска, светимость которого равна
час{\ displaystyle h}я{\ displaystyle I_ {0}}роптзнак равно3.2час{\ displaystyle R_ {opt} = 3,2 ч}

Lтотзнак равно2πячас2{\ displaystyle L_ {tot} = 2 \ pi I_ {0} h ^ {2}}.

Световые профили спиральных галактик по координате не зависят от светимости галактик.
рчас{\ displaystyle R / h}

История и формирование

Спиральные галактики наполнены пылью и газом, из-за чего создаются отличные условия для формирования звезд. Считается, что они моложе эллиптических. Можно обнаружить совершенно разные формы. Около 60% из них располагают несколькими рукавами, 10% – двумя, а у 30% нельзя подсчитать, так как со временем они меняли внешний вид.

Знаменитая спиральная галактика раннего типа М104 (Галактика Сомбреро).

Эти галактики от миллиарда до триллиона раз массивнее Солнца. Видимый диск в ширину простирается на 10-300 тысяч световых лет. Наиболее крупная спиральная галактика – NGC 6872, которая вытягивается на 522000 световых лет.

В ранней Вселенной галактики часто сталкивались и контактировали, поэтому форма древних гигантов быстро искажалась. Древнейшая из наблюдаемых спиральных галактик – BX442 (10.7 миллиардов лет). Из-за корреляции между дистанцией и временем, исследователям удается рассмотреть ее лишь через 3 миллиарда лет после Большого Взрыва.

Когда спиральная галактика израсходует весь газ и пыль, то звезды прекращают формироваться, а спиральная форма распадается, и они трансформируются в эллиптические. Посмотрите видео про галактики, чтобы узнать больше о рождении звезд, создании спиралей и рукавов.

Ближайшая к нам галактика

Самая большая галактика

Эволюция галактик

Галактический центр

Спиральные галактики

Вся информация о Галактиках

Реальные фото Земли из Космоса в высоком качестве

Богатство огней ночных городов, меандры рек, суровая красота гор, зеркала озер, глядящие из глубин континентов, бескрайний Мировой океан и огромное количество рассветов и закатов – все это нашло отражение в реальных снимках Земли, сделанных из Космоса.

Наслаждайтесь замечательной подборкой фотографий от портала Kvant.Space, сделанных из Космоса. 

Самой большой загадкой для человечества является космос. Космическое пространство представлено в большей степени пустотой, а в меньшей степени присутствием сложных химических элементов и частиц. Больше всего в космосе водорода. Также присутствует межзвездное вещество и электромагнитное излучение. Но космическое пространство – это не только холод и вечная тьма, это неописуемая красота и захватывающее место, которое окружает нашу планету.

Портал Kvant.Space покажет Вам глубины космического пространства и всю его красоту. Мы предлагаем только достоверную и полезную информацию, покажем незабываемые фото космоса в высоком качестве, сделанные астронавтами NASA. Вы сами увидите прелесть и непостижимость самой большой загадки для человечества – космос!

Нас всегда учили, что у всего есть начало и конец. Только это не так! У космоса нет четкой границы. По мере удаления от Земли атмосфера разрежается и плавно уступает место космическому пространству. Где начинаются границы космоса – точно не известно. Существует ряд мнений разных ученых и астрофизиков, но еще никто не предоставил конкретных фактов. Если бы температура имела постоянную структуру, то давление менялось бы по закону – от 100 кПа на уровне моря до абсолютного нуля. Международная авиационная станция (МАС) установила высотную границу между космосом и атмосферой в 100 км. Ее назвали линией Кармана. Причиной для отметки именно этой высоты послужил факт: когда пилоты поднимаются на эту высоту, земное притяжение перестает влиять на летящий аппарат, и поэтому он переходит на «первую космическую скорость», то есть на минимальную скорость для перехода на геоцентрическую орбиту. 

Американские и канадские астрономы измеряли начало воздействия космических частиц и границу контроля атмосферных ветров. Результат зафиксировали на 118-м километре, хоть в самом NASA утверждают, что граница космоса расположена на 122-м километре. На этой высоте шаттлы переходили с обычного маневрирования на аэродинамическое и, таким образом, «упирались» на атмосферу. Во время проведения этих исследований астронавты вели фотоотчет. На сайте Kvant.Space можно подробно рассмотреть эти и другие фото космоса в высоком качестве.

Взгляд из космоса на северное сияние

Снимок: Майк Хопкинс, МКС

Этой фотографией Майк Хопкинс, один из астронавтов МКС, поделился на своей страничке в Instagram. Снимок был сделан за несколько дней до того, как агентство NASA было временно закрыто, а опубликован сразу после возобновления его работы. Солнце, которое и ответственно за проявление северного сияния, сейчас находится на пике своего 11-летнего цикла активности, хотя это и самый слабый цикл за историю исследования космоса. Многие отдали бы многое (извините за тавтологию) ради того, чтобы взглянуть на северное сияние на севере (и еще раз извините) своими глазами. Но вид из космоса на это проявление магнитного поля Земли открывается вообще космический.

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.

Млечный Путь в цифрах и фото с Земли

Современные фотографии Млечного Пути подробны и детализированы. Конечно, рассмотреть на любительских снимках что-либо, кроме красоты и отдельных звезд, сложно. Для изучения астрономы используют сверхточные фото, сделанные специальными телескопами с Земли. Они умеют собирать данные и делать снимки в разных спектральных излучениях. Благодаря этому ученые получают более точные данные о расстояниях, массах и звездах. Занимаются данными вопросами целые институты и отделы, в том числе и NASA.

Все данные о космосе, Млечном Пути, чужих галактиках условны и постоянно корректируются. Немного цифр и сведений (не окончательных):

• внешний вид – спиральная галактика с перемычкой (наличие перемычки было доказано в начале 2000-х гг.). Количество рукавов точно неизвестно (установлено 8);
• размер: в диаметре достигает 100 тысяч световых лет, в толщину 1000 св. л.;
• масса равняется 1,5 триллионов масс Солнца;
• центр – сверхмассивная черная дыра Стрелец А* (масса которой в несколько миллионов раз больше);
• звезд – 200-400 млрд (даже фото Млечного Пути высокого разрешения не позволяют пока просчитать все объекты);
• полное вращение совершает за 220-360 млн лет;
• возраст – не менее 14 млрд лет;
• скорость 600 км/ч.

Все предположения нуждаются в уточнении, однако пока не изобретен новый вид телескопа, сделать это с Земли невозможно.

Поверхность Венеры

Снимок: станция «Магеллан»

Долгое время поверхность Венеры скрывалась от любопытства земных исследователей. Невероятно тщательно ее охраняли густые облака серной кислоты с высокой степенью отражения. Кроме того, большинство зондов, которые садились на поверхность Венеры, попросту сгорали в ее ядовитой и крайне недоброжелательной атмосфере. Те немногие, которым все-таки удалось «привенериться», подняться уже не смогли. По причине незнания того, что именно происходит за густыми венерианскими облаками, NASA даже планировало полет к «утренней звезде».

Рельеф Венеры удалось запечатлеть благодаря радиоволнам. Межпланетная станция NASA «Магеллан» четыре года (1990-1994) обращалась вокруг Венеры, собирая полную радиолокационную карту планеты. Изображение было смоделировано на основе данных, полученных от «Магеллана». Снимок и предыдущие данные о качестве поверхности Венеры окончательно положили конец надеждам освоить планету — при таких условиях это практически невозможно. Хотя планы по терраформированию все же имеются.

Магнитные поля – ключ к разгадке тайн спиральных галактик

Ученые до сих пор озадачены спиральными галактиками и тем, как они приобретают свою форму, с изящными рукавами, полными звезд. По сути, спиральные галактики – это знаковая форма большинства галактик во Вселенной. В попытках понять почему, астрономы внимательно наблюдают за спиральными галактиками, которые отличаются от Млечного Пути. Недавно ученые с помощью стратосферной обсерватория ИК-астрономии SOFIA наблюдали галактику М77, также известную как NGC 1068 и представили полученные результаты в новом исследовании, которое вскоре будет опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Как сообщают авторы работы в официальном пресс-релизе, магнитные поля играют большую роль в формировании спиральных галактик, таких как M77. Магнитные поля невидимы, но могут оказывать влияние на эволюцию галактик. Сегодня ученые довольно хорошо понимают как сила гравитации влияет на галактические структуры, а вот роль магнитных полей в этих процессах только предстоит узнать.

Рукава спиральных галактик, кажется, полны звезд

М77 – это спиральная галактика, которая находится на расстоянии около 47 миллионов световых лет от Земли. Исследователи пришли к выводу, что у М77 есть активное галактическое ядро, которое содержит сверхмассивную черную дыру в два раза массивнее Стрельца А* – черной дыры в центре Млечного Пути. По своим размерам М77 больше, чем Млечный Путь: ее радиус составляет около 85 000 световых лет, а радиус Млечного Пути – около 53 000. Однако в галактике М77 насчитывается около 300 миллиардов звезд, в то время как в Млечном Пути их примерно от 250 миллиардов до 400. Спиральные рукава М77 заполнены областями интенсивного звездообразования, называемых звездными вспышками. Линии магнитного поля тесно следуют за спиральными рукавами, хотя увидеть их в обычный телескоп нельзя. К счастью, это может сделать SOFIA в результате чего астрономы узнали, что существование магнитных полей поддерживает широко распространенную теорию, объясняющую, как рукава спиральных галактик приобретают свою форму. Она называется «теория волн плотности».

Космический телескоп Хаббл позволил заглянуть в бездну космического океана

Итак, галактические рукава – это видимая часть самих волн плотности, а звезды движутся в них и выходят из них. Таким образом, рукава спиральных галактик не являются постоянными структурами, сделанными из звезд, хотя выглядят они именно так. Наблюдения с помощью SOFIA показали, что линии магнитного поля тянутся вдоль всего рукава галактики М77 на расстояние 24 000 световых лет. Согласно полученным результатам, гравитационные силы, которые помогли создать спиральную форму галактики, как бы сжимают магнитные поля, тем самым подтверждая теорию волн плотности. Чистое космическое безумие, не находите?

Однако это исследование имеет дело только с одной спиральной галактикой, так что у астрономов впереди еще много работы. Пока остается неизвестным какую роль могут играть линии магнитного поля в структуре других галактик, включая неправильные, но несмотря на огромное количество вопросов, мы уже узнали очень многое о мире, в котором живем и эти знания только разжигают любопытство.

Космические семьи

Как звёзды внутри галактик, сами галактики тоже объединяются в крупные образования — галактические скопления. Галактики удерживает вместе гравитация, образуя единую систему. Скопления бывают двух видов. Регулярные состоят из эллиптических и спиральных галактик, причём в центре скопления располагаются гигантские эллиптические галактики. Такие скопления имеют сферическую форму. У иррегулярных же нет строгой формы, в них меньше галактик, а большинство из них спиральные.

Местная группа, в которую входит наш Млечный Путь, состоит из более пяти десятков галактик, и эта цифра постоянно увеличивается по мере того, как учёные открывают новые. В свою очередь, Местная группа — часть Местного Сверхскопления Девы. Другие ближайшие к нам сверхскопления носят названия Гидры-Центавра, Волосы Вероники, Рыбы-Персея, Павлина-Индейца, Феникса, Змееносца, Геркулеса, Льва, Скульптора и Шепли.

Великолепная пятёрка — квинтет Стефана (NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team)

Долгое время считалось, что сверхскопления — самые крупные структурные образования во Вселенной. Однако недавние исследования показали, что они лишь часть комплекса галактических суперкластеров — нитей, или филаментов. Помимо нитей, учёные также обнаружили войды — свободное от галактик и звёзд пространство невероятных размеров. Вероятнее всего, войды состоят из тёмной материи и протогалактических облаков.

Нити образуют «великие стены» — относительно плоские структуры, окружённые войдами. Наиболее крупные из которых — Великая стена Геркулес — Северная Корона, Великая стена Слоуна и Великая стена CfA2. Первая пока самая крупная из известных: её протяжённость — 10 миллиардов световых лет, а до её обнаружения в 2013 году таковой считалась Великая стена Слоуна, размер которой гораздо меньше — около миллиарда световых лет.

Найди своё сверхскопление! (Фото: Andrew Z. Colvin)

Ещё одна крупномасштабная структура Вселенной — Громадная группа квазаров (астрономы, кажется, не очень утруждаются, придумывая названия), она же Huge-LQG или U1.27, расположенная в созвездии Льва. Это вторая по величине космическая суперструктура размером 4 миллиарда световых лет.

Кстати, если посмотреть на иллюстрации галактических филаментов, то можно заметить, что они чрезвычайно напоминают сеть нейронов. Впрочем, этому наверняка есть некое не слишком эзотерическое объяснение. Возможно, это просто наиболее удобная форма объединения и взаимодействия для простейших элементов.

Всё, что не светится — тёмная материя

Земля на фоне колец Сатурна

Снимок: зонд «Кассини»

И еще одна фотография в исполнении знаменитого зонда — Земля на фоне колец Сатурна. Стоит отметить, что это лишь третий снимок в истории, на котором Земля запечатлена из внешней части Солнечной системы – она представляет собой маленькую голубую точку. Первые два изображения были сделаны выведенной на орбиту Меркурия межпланетной станцией «Мессенджер» и зондом «Вояджер-1». Параллель «маленькой голубой точки» очевидна: снимок, который прислал «Вояджер-1» в свое время (pale blue dot) потряс земное сообщество наблюдателей.

Чем дальше от Земли, тем меньшей точкой представлена родина человека. С этим согласна и Линда Спилкер, участник проекта «Кассини» и сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA. Она также отметила, что данное изображение в очередной раз напоминает человечеству о том, насколько маленькой является Земля в просторах неизведанного космоса, а также свидетельствует об изобретательности жителей данной крошечной планеты, являющихся создателями данных космических кораблей, которым под силу совершать открытия данного рода.

Что такое галактическая стена?

Согласно статье, опубликованной в The New York Times, международная группа астрономов во главе с Даниэлем Помаредом из университета Париж-Сакле и Р. Брентом Талли из Гавайского университета опубликовала результаты нового исследования в журнале Astrophysical Journal. В работе присутствуют карты и диаграммы особенностей нашей локальной Вселенной, а также видео-экскурсия по стене Южного полюса.

Эта работа – последняя часть продолжающейся миссии, главной целью которой является обнаружение нашего места во Вселенной. В конце-концов мы должны знать своих галактических соседей и бесконечных пустот в лицо, ведь именно благодаря им можно понять, куда мы движемся. Открытие особенно примечательно, так как обнаруженное гигантское звездное скопление все это время оставалось незамеченным. Но что именно удалось узнать ученым?

Как оказалось, новая стена объединяет множество других космографических особенностей: расположение галактик или их отсутствие, о чем исследователи узнали за последние несколько десятилетий. Исследование основывается на измерениях расстояний от 18 000 галактик до 600 миллионов световых лет. Для сравнения – самые отдаленные объекты, которые мы можем увидеть — это квазары и галактики, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, — находятся от нас на расстоянии около 13 миллиардов световых лет.

Компьютерная модель стены Южного полюса, с более плотными областями материи, отображенными красным цветом. Вся показанная область занимает около 1,3 миллиарда световых лет; галактика Млечный Путь, едва достигающая 100 000 световых лет в поперечнике, расположена в центре изображения

В расширяющейся Вселенной далекие галактики удаляются от нас, прямо как точки на надувающемся воздушном шаре; чем дальше они находятся, тем быстрее они удаляются от нас, согласно соотношению, называемому законом Хаббла. Это движение от Земли заставляет свет от галактик смещаться к более длинным, более красным длинам волн и более низким частотам, словно удаляющиеся сирены скорой помощи. Измеряя расстояния между галактиками исследователи смогли отличить движение, вызванное космическим расширением, от движения, вызванного гравитационными неравномерностями.

В результате астрономы обнаружили, что галактики между Землей и стеной Южного полюса удаляются от нас немного быстрее, чем должны были. А галактики за стеной движутся медленнее, чем следовало бы, сдерживаемые гравитационным сопротивлением стены. И все же, в космологическом отношении, стена Южного полюса находится поблизости. Можно удивиться тому, как такое большое и не столь отдаленное сооружение оставалось незамеченным все эти годы, но в расширяющейся Вселенной всегда есть на что посмотреть.

Почему на фото мы не видим спираль Галактики?

На фото Галактика Млечный Путь напоминает просто полосу: мы ее так видим, т.к. смотрим изнутри и с ребра, а не сверху или снизу. Связан данный факт с положением, которое занимает Солнечная система (и Земля в частности).

Родная звездная система – всего крупинка на фоне миллиардов массивных звезд и целой плеяды черных дыр нашего Млечного Пути. Она находится в максимально удобном месте, что дало возможность развиться жизни на Третьей планете.

Согласно исследованиям астрономов, Солнце имеет замечательные условия «существования»:

1. Расположено на значительном удалении от центра Галактики. По подсчетам ученых расстояние до центра 27000-28000 световых лет, а до перемычки 35000 св. л. Таким образом, звезда находится ближе к краю Галактики Млечный Путь, из космоса или с Земли рассмотреть местоположение невозможно, его высчитали ученые.
2. Солнечная система расположилась в рукаве Ориона (точнее на внутреннем крае), который является ветвью одного из главных рукавов. Характерной чертой ответвления считается слабая выраженность и разреженность.
3. Уникальным является соответствие скорости вращения Солнца и скорости уплотнения рукавов, поэтому наша звезда держится всегда на отдаленном участке от бурных процессов, которые происходят в рукавах (излучаемая радиация губит любой живой организм, не делая скидку даже на атмосферу). Такое безопасное место называется «коротационный круг».

В связи с перечисленным, Земля смогла избежать катаклизмов и дать начало разумной жизни.

Реальные фото Млечного Пути с Земли показывают нам:

• два рукава Галактики, видимых с поверхности планеты, визуально накладываются друг на друга и образуют широкую светлую туманную дорогу в ночном небе;
• центр – неразличим – невозможно рассмотреть из-за скопления газов, звездных скоплений, причем любые специальные приборы и телескопы не помогают пробиться к центральному «водовороту» – сверхмощной черной дыре;
• фактически, мы видим вид сбоку и даже из космоса в пределах Солнечной системы получить фото «снизу-сверху» невозможно.

Наша Галактика, фото которой, созданные на Земле, не могут объяснить все процессы, изучается в основном посредством сравнения с другими схожими по структуре удаленными скоплениями звезд и материи.

Слушая Млечный Путь

Может показаться удивительным, но до 1933 года такой науки как радиоастрономия не существовало. Более того, открытие радиоволн, поступающих из галактического центра и вовсе было случайностью. Так, инженер Карл Янский работал над помехами, которые наблюдались во время разработки первой в мире телефонной системы Александра Белла. Проблема заключалась в том, что при попытке позвонить через Атлантический океан вместо друг друга люди слышали по ту сторону провода шипящий звук.

Выясняя причину неполадки Янский пришел к выводу, что шум – это радиоволны, которые исходят из центра галактики, нарушая телефонную связь и создают помехи. С того момента прошло без малого 88 лет, но теперь мы знаем о космосе и Вселенной несравнимо больше.

Радиоастрономия позволила нам заглянуть в места, слишком темные для человеческого глаза, но в радиоволнах эти участки буквально светятся.

Современные телескопы способны улавливать самые разные виды волн – от световых волн и гамма-излучения до радиоволн, которые позволили ученым составить довольно подробную карту наблюдаемой Вселенной. Следует отметить, что радиоволны преимущественно исходят от далеких галактик и очень холодных звезд, позволяя астрономам заглянуть в самые темные участки космического океана.

Остаётся только наблюдать

Человечество явно не сможет в ближайшее время покинуть Солнечную систему и поглядеть на отдалённые звёздные тела вживую. Однако и в таких условиях учёные не унывают, а исследуют отдалённые уголки Вселенной, что называется, не сходя с места. В этом им помогают телескопы. Учитывая, что космические объекты производят самые разнообразные виды излучения, наиболее полная картина формируется, если «наложить» друг на друга несколько типов данных — например, снимок в видимом спектре, инфракрасном, рентгеновском, ультрафиолетовом и гамма-излучении.

Галактики предпочитают инфракрасный фильтр

Исследования Вселенной лучше всего проводить, находясь за пределами Земли, поскольку её атмосфера не пропускает многие виды космического излучения. Крупнейшая и известнейшая обсерватория на орбите — телескоп «Хаббл», совместный проект NASA и Европейского космического агентства. «Хаббл» позволяет делать фотографии потрясающей чёткости, поскольку его снимки не подвергаются искажениям атмосферы, что делает его разрешающую способность в 7-10 раз выше аналогов. Совсем недавно телескопу удалось сфотографировать галактики, сформировавшиеся в первый миллиард лет после Большого Взрыва.

Пожалуй, у «Хаббла» самые крутые фото в «Инстаграме» (Фото: NASA, ESA)

Чтобы запечатлеть не только видимое излучение, но и то, что скрывается за облаками газа и пыли, нужны инфракрасные телескопы. На сегодняшний день самый большой из них — 4,1-метровый VISTA Европейской южной обсерватории, который находится в Чили и использует для широкоугольной съёмки неба 3-тонную камеру.

VISTA, самый высокорасположенный наземный телескоп (Фото: ESO)

Кстати, «Хаббл» на околоземном посту тоже сменит инфракрасный телескоп — «Джеймс Уэбб», чья отличительная особенность — зеркала в три раза больше, чем у предшественника (6,5 метра в диаметре). Планируется, что это произойдёт в 2021 году, а ещё через десять лет Европейское космическое агентство планирует запустить в космос крупнейший в истории рентгеновский телескоп-спутник «Афина». Благодаря таким устройствам были открыты двойные звёзды, пульсары и активные ядра галактик, а вот планеты, к примеру, с их помощью не увидеть — в рентгеновских лучах космос выглядит иначе, чем в оптическом диапазоне.

Ядро Туманности Андромеды в инфракрасных лучах (фото: S. Murray, M. Garcia, et al., Authors & editors: Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (USRA) NASA Technical Rep.: Jay Norris)

Кстати, бывают телескопы и вполне естественного происхождения, и астрономы с большим удовольствием ими пользуются. Речь идёт об упоминавшихся выше гравитационных линзах, которые, к слову, намного мощнее любого из созданных человеком телескопов и при этом совершенно бесплатные. Такая линза усиливает яркость и увеличивает отдалённые тусклые объекты. Объединив усилия природного телескопа, например, с «Хабблом», можно получить невероятные результаты.

Гравитационная линза отклоняет свет, исходящий от далёкого объекта за нею, благодаря чему мы можем увидеть этот объект

Какова реальная структура Вселенной?

Долгое время научные представления человечества о космосе строились вокруг планет Солнечной системы, звезд и черных дыр, населяющих наш звездный дом – галактику Млечный путь. Любой другой галактический объект, обнаруживаемый в космосе с помощью телескопов, автоматически вносился в структуру нашего галактического пространства. Соответственно отсутствовали представления о том, что Млечный Путь – не единственное вселенское образование.

Эдвин Хаббл

Ограниченные технические возможности не позволяли заглянуть дальше, за пределы Млечного Пути, где по устоявшемуся мнению начинается пустота. Только в 1920 году американский астрофизик Эдвин Хаббл сумел найти доказательства того, что Вселенная значительно больше и наряду с нашей галактикой в этом огромном и бескрайнем мире существуют другие, большие и маленькие галактики. Реальной границы Вселенной не существует. Одни объекты расположены к нам достаточно близко, всего несколько миллионов световых лет от Земли. Другие наоборот, расположены в дальнем углу Вселенной, пребывая вне зоны видимости.

Прошло почти сто лет и количество галактик сегодня уже оценивается в сотни тысяч. На этом фоне наш Млечный путь выглядит совсем не таким огромным, если не сказать, совсем крохотным. Сегодня уже обнаружены галактики, размеры которых трудно поддаются даже математическому анализу. К примеру, самая большая галактика во Вселенной IC 1101 имеет диаметр 6 миллионов световых лет и состоит из более 100 триллионов звезд. Этот галактический монстр находится на расстоянии более миллиарда световых лет от нашей планеты.

Сравнение размеров

Структура такого огромного образования, каковым является Вселенная в глобальном масштабе, представлена пустотой и межзвездными образованиям – волокнами. Последние в свою очередь делятся на сверхскопления, межгалактические скопления и галактические группы. Самым малым звеном этого огромного механизма является галактика, представленная многочисленными звездными скоплениями – рукавами и газовыми туманностями. Предполагается, что Вселенная постоянно расширяется, заставляя тем самым двигаться галактики с огромной скоростью по направлению от центра Вселенной к периферии.

Структура Вселенной

Темная материя – она же пустота, сверхскопления, скопления галактик и туманности – это все последствия Большого взрыва, который положил начало образованию Вселенной. В течение миллиарда лет происходит трансформация ее структуры, меняется форма галактик, так как одни звезды исчезают, поглощенные черными дырами, а другие наоборот, трансформируются в сверхновые, становясь новыми галактическими объектами. Миллиарды лет назад в расположение галактик было совсем другое, чем мы наблюдаем сейчас. Так или иначе, на фоне постоянных астрофизических процессов, происходящих в космосе, можно сделать определенные выводы о том, что наша Вселенная имеет не постоянную структуру. Все космические объекты находятся в постоянном движении, меняя свое положение, размеры и возраст.

Телескоп Хаббл

На сегодняшний день благодаря телескопу Хаббл удалось обнаружить месторасположение наиболее близких к нам галактик, установить их размеры и определить местоположение относительного нашего мира. Стараниями астрономов, математиков и астрофизиков составлена карта Вселенной. Выявлены одиночные галактики, однако в большинстве своем, такие крупные вселенские объекты группируются по несколько десятков в группе. Средний размер галактик в такой группе составляет 1-3 млн. световых лет. Группа, к которой относится наш Млечный Путь, насчитывает 40 галактик. Помимо групп в межгалактическом пространстве имеется огромное количество карликовых галактик. Как правило, такие образования являются спутниками более крупных галактик, как наш Млечный путь, Треугольник или Андромеда.

Состав Вселенной

За группами галактик идут скопления, области космического пространства в которых существует до сотни галактик различных видов, форм и размеров. Скопления имеют колоссальные размеры. Как правило, диаметр такого вселенского образования составляет несколько мегапарсек.

Теория большого взрыва

Самые крупные образования во Вселенной – галактические сверхскопления, которые объединяют группы галактик. Самое известное сверхскопление – Великая Стена Клоуна, объект вселенского масштаба, растянувшийся в длину на 500 млн. световых лет. Толщина этого сверхскопления составляет 15 млн. световых лет.

Характеристика и классификация

Следует разобраться в том, как выглядит строение спиральных галактик. Большая часть галактик спирального типа, вроде Млечного Пути, располагает центральной выпуклостью (ядро), вокруг которой вращается плоский звездный диск. Галактический центр наполнен более старыми и тусклыми звездами, а также вмещает сверхмассивную черную дыру (хотя найти ее не всегда удается из-за пыли и газа). Тусклый свет древних звезд усложняет определение выпуклости, а есть спирали, которые вообще не обладают подобной особенностью.

На фото Хаббла отображена М71, напоминающая насколько удивительными и фотогеничными бывают спиральные галактики. Практически 70% соседей Млечного Пути принадлежать к этому типу (2 апреля 2013 год).

Именно диск позволяет легко отличить этот тип галактик от других (важный элемент спиральной галактики). В нем есть спиральные рукава с молодыми звездами, пылью и газом. Именно яркие звезды делают рукава такими выразительными и заметными.

Точная схема формирования спиральных рукавов все еще остается загадкой. Если бы они были постоянными галактическими свойствами, то должны были исчезнуть в течение миллиарда лет. Исследователи полагают, что они могут быть результатом волн плотности, распространяющихся по внешнему диску. Сами волны могли образоваться в процессе столкновения. При слиянии масса одной влияет на изменение структуры второй.

Примерно 2/3 спиральных галактик содержат бар в центре. Млечный Путь также имеет подобную структуру, но ее сложно разглядеть. Поэтому до 2005 года его наличие не удавалось подтвердить. Классификация галактик появилась в 1926 году благодаря Эдвину Хабблу. Ее называют «камертон Хаббла» и принцип организации строится на галактической форме. Спиральные распределяются по тому, насколько сильно закручены их рукава, а также по присутствию или отсутствию бара.

Среди всего массива наблюдаемых галактик к спиральным относится 77%. Но не нужно думать, что они доминируют. Все-таки эта честь принадлежит эллиптическим, которые в итоге являются следующей формой трансформации для спиральных. Эллиптические галактики представлены старыми и тусклыми звездами, поэтому их сложнее найти.

Это составное изображение спиральной галактики NGC 6872. Сюда входят снимки в видимом свете Очень Большого Телескопа, в ультрафиолете от GALEX НАСА и инфракрасном от Спитцер. Спираль тянется на 522000 световых лет, из-за чего галактика в 5 раз крупнее Млечного Пути.