Aplink mus supanti erdvė yra ne tik vienišos žvaigždės, planetos, asteroidai ir kometai, kurie naktį danguje spindi. Kosmosas yra didžiulė sistema, kurioje viskas glaudžiai bendrauja. Planetos suskirstytos aplink žvaigždes, kurios savo ruožtu sudaro grupes arba miglotas. Šias formacijas gali atstovauti vienišiai šviečiantys, arba jie gali suskaičiuoti šimtus tūkstančių žvaigždžių, sudarančių jau didelio masto visatos formacijas - galaktikas. Mūsų žvaigždžių šalis, Paukščių tako galaktika, yra tik nedidelė didžiosios visatos dalis, kurioje yra ir kitų galaktikų.
Visata nuolat juda. Bet koks erdvėje esantis objektas yra tam tikros galaktikos dalis. Po žvaigždžių galaktikos taip pat juda, kurių kiekvienas turi savo matmenis, tam tikrą vietą tankioje universalioje tvarkoje ir savo judėjimo trajektoriją.
Žmogus sugebėjo suskaičiuoti žvaigždžių skaičių danguje, bet nustatyti, kiek galaktikų visatoje yra nelengvas uždavinys tiek techniškai, tiek teoriškai.
Kokia yra tikroji visatos struktūra?
Ilgą laiką aplink Saulės sistemos planetas, mūsų žvaigždžių namuose gyvenančių žvaigždžių ir juodųjų skylučių - Paukščių tako galaktikos - žmonijos mokslinės reprezentacijos buvo pastatytos. Bet koks kitas galaktikos objektas, aptiktas teleskopų erdvėje, buvo automatiškai įtrauktas į mūsų galaktikos erdvės struktūrą. Todėl nebuvo jokios idėjos, kad Paukščių takas nėra vienintelis visuotinis išsilavinimas.
Ribotos techninės galimybės neleido mums žvelgti toliau, už Paukščių tako, kur pagal nusistovėjusią nuomonę tuščia tuštuma. Tik 1920 m. Amerikiečių astrofizikas Edvinas Hablas galėjo rasti įrodymų, kad Visata yra daug didesnė, ir kartu su mūsų galaktika šioje didžiojoje ir neribotame pasaulyje yra kitų didelių ir mažų galaktikų. Tikroji visatos riba neegzistuoja. Kai kurie objektai yra pakankamai arti mums, tik keli milijonai šviesmečių nuo Žemės. Kiti, atvirkščiai, yra tolimiausiame visatos kampe, nepastebėti.
Praėjo beveik šimtas metų ir šiandien galaktikų skaičius jau yra šimtai tūkstančių. Atsižvelgiant į tai, mūsų Paukščių takas nėra toks didelis, jei ne sako, labai mažas. Šiandien jau aptiktos galaktikos, kurių dydis sunku netgi matematinei analizei. Pavyzdžiui, didžiausia visatos galaktika, IC 1101, skersmuo yra 6 milijonai šviesmečių ir susideda iš daugiau nei 100 trilijonų žvaigždžių. Šis galaktikos monstras yra daugiau nei milijardas šviesmečių nuo mūsų planetos.
Tokios didžiulės sudėties, kuri yra visatos pasaulinė masto struktūra, yra tuštuma ir tarpžvaigždinių formacijų - pluoštų. Pastarieji, savo ruožtu, yra suskirstyti į superclusters, intergalaktines grupes ir galaktines grupes. Mažiausias šio milžiniško mechanizmo ryšys yra galaktika, atstovaujama daugeliu žvaigždžių grupių - ginklų ir dujų ūkų. Daroma prielaida, kad Visata nuolat plečiasi, todėl galaktikai gali judėti dideliu greičiu nuo Visatos centro iki periferijos.
Jei įsivaizduojame, kad stebime kosminę iš mūsų Paukščių Tako galaktikos, kuri tariamai yra visatos centre, tada didelio masto Visatos struktūros modelis atrodys taip.
Tamsia medžiaga - tai tuščia, superklustrai, galaktikų grupės ir migla - tai yra visos Didžiojo sprogimo, kuris inicijavo visatos formavimąsi, pasekmės. Milijonus metų jos struktūra yra transformuota, pasikeičia galaktikų forma, kai kai kurios žvaigždės išnyksta, jas sugeria juodosios skylės, o kitos, priešingai, transformuojasi į supernovą, tapdamos naujais galaktikos objektais. Prieš milijardus metų galaktikų išdėstymas buvo gana skirtingas, nei dabar matome. Bet kokiu atveju, atsižvelgiant į nuolatinius astrofizinius procesus erdvėje, galima daryti tam tikras išvadas apie tai, kad mūsų Visata turi ne nuolatinę struktūrą. Visi erdvės objektai yra nuolat judantys, keičiant jų padėtį, dydį ir amžių.
Šiandien, naudojant „Hubble“ teleskopą, mes galėjome rasti artimiausias galaktikas, nustatyti jų dydį ir nustatyti santykinę mūsų pasaulio padėtį. Astronomų, matematikų ir astrofizikų pastangomis buvo sudarytas Visatos žemėlapis. Nustatytos atskiros galaktikos, tačiau didžioji dalis tokių didelių visatos objektų yra sugrupuoti į keliasdešimt grupių. Vidutinė galaktikų grupė tokioje grupėje yra 1-3 milijonai šviesmečių. Grupė, kuriai priklauso mūsų Paukščių takas, turi 40 galaktikų. Be grupių, esančių intergalaktinėje erdvėje, yra daugybė nykštukinių galaktikų. Paprastai tokios formacijos yra didesnių galaktikų palydovai, pavyzdžiui, mūsų Paukščių takas, Trikampis arba Andromeda.
Iki šiol mažiausia galaktika visatoje buvo laikoma nykštukine galaktika „Segue 2“, esanti 35 kilometrų atstumu nuo mūsų žvaigždės. Tačiau 2018 m. Japonų astrofizikai atrado dar mažesnę galaktiką „Mergelė I“, kuri yra Paukščių tako palydovė ir yra 280 tūkst. Šviesmečių nuo Žemės. Tačiau mokslininkai mano, kad tai nėra riba. Didelė tikimybė, kad yra galaktikų, yra daug kuklesnis.
Galaktikų grupėms eiti klasteriai, išorinės erdvės sritys, kuriose yra iki šimtų įvairių tipų, formų ir dydžių galaktikų. Sukaupimai yra milžiniški. Paprastai tokios visatos skersmuo yra keletas megaparsekų.
Skirtingas visatos struktūros bruožas yra jo silpnas kintamumas. Nepaisant milžiniško greičio, kurį galaktikai perkelia į Visatą, jie visi lieka vienoje grupėje. Čia yra principas išlaikyti dalelių vietą erdvėje, kurią paveikia tamsioji medžiaga, susidariusi dėl didelio sprogimo. Daroma prielaida, kad šių tuštumų, užpildytų tamsiomis medžiagomis, klasteriai ir galaktikų grupės toliau judėja tomis pačiomis kryptimis milijardus metų, šalia jų.
Didžiausios Visatos formacijos yra galaktikos superclusters, vienijančios galaktikų grupes. Garsiausias superplėšinys yra Didžioji Klouno siena, universalios apimties objektas, apimantis 500 mln. Šviesmečių. Šio superkloto storis yra 15 milijonų šviesmečių.
Esant dabartinėms sąlygoms, erdvėlaiviai ir technologijos neleidžia mums visapusiškai įvertinti visatos. Mes galime aptikti tik superlaidas, grupes ir grupes. Be to, mūsų kosmose yra milžiniškų tuščių, tamsių medžiagų burbuliukų.
Visatos tyrinėjimo žingsniai
Modernus visatos žemėlapis leidžia mums ne tik nustatyti savo vietą erdvėje. Šiandien, dėka galingų radijo teleskopų ir Hablo teleskopo techninių galimybių, žmogus sugebėjo ne tik įvertinti galaktikų skaičių Visatoje, bet ir nustatyti jų tipus bei veisles. 1845 m. Britų astronomas Williamas Parsonsas, naudodamas teleskopą dujų debesims tirti, sugebėjo nustatyti galaktinių objektų struktūros spiralinę prigimtį, sutelkiant dėmesį į tai, kad skirtingose vietovėse žvaigždžių grupių ryškumas gali būti daugiau ar mažiau.
Prieš šimtą metų Paukščių takas buvo laikomas vieninteliu žinoma galaktika, nors kitų intergalaktinių objektų buvimas matematiškai įrodytas. Mūsų erdvė kiemas gavo savo vardą senovėje. Senovės astronomai, žiūrėdami į daugybę žvaigždžių naktiniame danguje, pastebėjo būdingą jų buvimo vietą. Pagrindinė žvaigždžių grupė buvo sutelkta įsivaizduojamoje linijoje, panaši į purškiamo pieno kelią. Paukščių tako galaktika, kitos gerai žinomos Andromedos galaktikos dangiškieji kūnai, yra pirmieji visatos objektai, iš kurių prasidėjo išorinės erdvės tyrimas.
Mūsų Paukščių takas turi visus galaktikos objektus, kuriuos turėtų turėti normalus galaktika. Čia yra grupių ir žvaigždžių grupių, kurių bendras skaičius yra apie 250–400 mlrd. Mūsų galaktikoje yra dujų debesys, formuojantys ginklus, yra juodųjų skylių ir saulės sistemų, kaip mūsų.
Tuo pat metu Paukščių takas, kaip ir Andromeda su trikampiu, yra tik nedidelė Visatos dalis, kuri yra vietinės supercluster grupės, vadinamos Mergelė, dalis. Mūsų galaktika turi spiralinę formą, kurioje daugelis žvaigždžių klasterių, dujų debesų ir kitų kosminių objektų aplink centrą. Išorinio spiralės skersmuo yra 100 tūkst. Šviesmečių. Paukščių takas - erdvės standartais nėra didelė galaktika, kurios masė yra 4,8x1011 Mʘ. Vienoje iš Oriono rankų Cygnus yra mūsų saulė. Atstumas nuo mūsų žvaigždės iki Paukščių tako centro yra 26 000 ± 1,400 sv. metų
Ilgą laiką buvo manoma, kad vienas iš populiariausių astronomų Andromedos migloje yra mūsų galaktikos dalis. Vėlesni šios kosmoso dalies tyrimai parodė neginčijamus įrodymus, kad Andromeda yra nepriklausoma galaktika ir daug didesnė už Paukščių taką. Vaizdai, gauti naudojant teleskopus, parodė, kad Andromeda turi savo branduolį. Taip pat yra žvaigždžių grupių, ir yra miglotų, judančių spirale. Kiekvieną kartą astronomai bandė pažvelgti giliau ir giliau visatos viduje, tyrinėdami didžiules kosmoso sritis. Apskaičiuota, kad žvaigždžių skaičius šiame visatos gigane yra 1 trilijonas.
Edwino Hablo pastangomis buvo pasiektas apytikslis atstumas iki Andromedos, kuri negalėjo būti mūsų galaktikos dalis. Tai buvo pirmoji galaktika. Tolesniais metais atsirado naujų atradimų tarpgalaktinių tyrimų srityje. Paukščių tako galaktikos dalis, kurioje yra mūsų saulės sistema, buvo išsamiau ištirta. Nuo XX a. Vidurio tapo aišku, kad be mūsų Paukščių tako ir gerai žinomo Andromedos erdvėje yra daug kitų visuotinio masto subjektų. Tačiau tam, kad išorinė erdvė būtų supaprastinta. Jei žvaigždės, planetos ir kiti erdvės objektai pasidavė klasifikacijai, tada su galaktikomis tai buvo sudėtingesnė. Milžiniškos ištirtos išorinės erdvės sritys, kurias ne tik sunku vizualiai studijuoti, bet ir įvertinti žmogaus prigimties lygmeniu, turėjo poveikį.
Galaktikų tipai pagal priimtą klasifikaciją
Hubble pirmas ėmėsi tokio žingsnio, 1962 m. Bandydamas logiškai apibūdinti tuo metu žinomas galaktikas. Klasifikavimas buvo atliktas remiantis tiriamų objektų forma. Todėl „Hubble“ sugebėjo visas galaktikas suskirstyti į keturias grupes:
- spiralinės galaktikos yra dažniausiai pasitaikančios rūšys;
- seka elipsinės spiralinės galaktikos;
- su galaktikos trumpikliu (baru);
- neteisingos galaktikos.
Pažymėtina, kad mūsų Paukščių takas priklauso tipiškoms spiralinėms galaktikoms, tačiau yra vienas „bet“. Pastaruoju metu yra pagrindinės dangos dalies, esančios centrinėje formavimo dalyje, buvimas. Kitaip tariant, mūsų galaktika nėra kilusi iš galaktikos branduolio, bet teka iš trumpiklio.
Tradiciškai spiralinė galaktika atrodo kaip spiralės formos plokščias diskas, kuriame yra šviesus centras - galaktikos branduolys. Tokios galaktikos yra labiausiai paplitusios visatoje ir žymimos lotyniška raide S. Be to, egzistuoja spiralinių galaktikų pasiskirstymas į keturis pogrupius - So, Sa, Sb ir Sc. Mažos raidės rodo ryškaus branduolio buvimą, rankovių nebuvimą arba atvirkščiai, tankių rankovių, apimančių centrinę galaktikos dalį, buvimą. Tokiose rankovėse yra žvaigždžių grupės, žvaigždžių grupė, kuri apima mūsų saulės sistemą, kitus erdvės objektus.
Pagrindinis šio tipo bruožas yra lėtas sukimas aplink centrą. Paukščių takas sukelia visapusišką revoliuciją apie savo centrą 250 mln. Metų. Arčiau centre esančių spiralių daugiausia sudaro senų žvaigždžių grupės. Mūsų galaktikos centras yra juoda skylė, aplink kurią vyksta visas pagrindinis judėjimas. Kelio ilgis pagal šiuolaikinius įvertinimus yra 1,5–25 tūkst. Šviesmečių centro link. Jo egzistavimo metu spiralinės galaktikos gali sujungti su kitomis mažesnėmis visatos formacijomis. Tokių susidūrimų ankstesniais laikotarpiais įrodymas yra žvaigždžių halo ir klasterių halo buvimas. Panaši teorija pagrįsta spiralinių galaktikų formavimo teorija, kuri buvo susidūrusi su dviejų kaimynystėje esančių galaktikų susidūrimu. Susidūrimas negalėjo praeiti be pėdsakų, suteikiant bendrą sukimosi impulsą naujai formacijai. Šalia spiralinės galaktikos yra nykštukinė galaktika, viena, dvi ar kelios, kurios yra didesnės formos palydovai.
Panašios struktūros ir kompozicijos su spiralinėmis galaktikomis yra elipsinės spiralinės galaktikos. Tai yra dideli, didžiausi visatos objektai, įskaitant didelį skaičių superklastų, grupių ir žvaigždžių grupių. Didžiausiose galaktikose žvaigždžių skaičius viršija dešimtys trilijonų. Pagrindinis skirtumas tarp tokių formacijų yra forma, kuri yra labai ištempta erdvėje. Spiralės yra išdėstytos elipsės formos. Elliptinė spiralinė galaktika M87 yra viena didžiausių visatoje.
Su trumpikliais galaktikos yra daug rečiau. Jie sudaro apie pusę visų spiralinių galaktikų. Skirtingai nuo spiralinių formacijų, tokiose galaktikose pradžia imama iš džemperio, vadinamo juosta, atsirandanti dėl dviejų ryškiausių žvaigždžių, esančių centre. Ryškus tokio švietimo pavyzdys yra mūsų Paukščių takas ir Didžioji Magelano debesų galaktika. Anksčiau ši formacija buvo priskirta netaisyklingoms galaktikoms. Džemperis šiuo metu yra viena pagrindinių šiuolaikinių astrofizikos tyrimų sričių. Pagal vieną versiją, netoliese esanti juoda skylė įsiurbia ir sugeria dujas iš netoliese esančių žvaigždžių.
Gražiausios visatos galaktikos priklauso spiralinių ir nereguliarių galaktikų tipui. Vienas iš gražiausių yra „Whirlpool“ galaktika, esanti dangaus žvaigždynų šunų šunyse. Šiuo atveju galaktikos centras ir spiralės, besisukančios ta pačia kryptimi, yra aiškiai matomos. Nereguliarios galaktikos yra chaotiškai esančios žvaigždės, neturinčios aiškios struktūros. Geriausias tokio formavimo pavyzdys yra galaktika, užrašyta NGC 4038, esanti Raveno žvaigždyne. Čia, kartu su didžiuliais dujų debesimis ir miglotais, galima pamatyti visišką erdvės objektų išdėstymo trūkumą.
Išvados
Jūs galite be galo ištirti visatą. Kiekvieną kartą, atsiradus naujoms techninėms priemonėms, žmogus atveria erdvės šydą. Galaktikos žmogiškojo proto objektams išorinėje erdvėje yra nesuprantamos, tiek psichologiniu požiūriu, tiek atgal žvelgdamos į mokslą.
