1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что дальше галактики

Что находится между галактиками?

Все, что астрономы знают о Вселенной известно благодаря наблюдениям. Вглядываясь в глубины космоса, космический телескоп Hubble отправляет на нашу планету снимки далеких звезд, планет и галактик. По оценкам ученых только в наблюдаемой Вселенной находятся около двух триллионов галактик. Это трудно представить, однако благодаря фотографиям мы имеем о них и их расположении некоторое представление. Астроном Эдвин Хаббл еще в 1925 году определил несколько видов галактик: эллиптическая, неправильная, обычная спиральная, пересеченная спиральная и линзообразная. Выходит, ученые знают какие бывают галактики и что происходит внутри них, но знают ли они что находится между галактиками?

15 тысяч галактик в объективе телескопа Hubble

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?

Кстати, обсудить столкнется ли наша галактика с галактикой Андромеды можно в нашем Telegram чате

Еще одна загадка Вселенной

Вскоре после Большого взрыва Вселенная была заполнена газом, в основном водородом. Со временем, то тут то там, гравитация стала стягивать газ к облакам, которые впоследствии превратились в галактики внутри которых родились звезды. Знаете по какой причине сияют звезды? Все дело в термоядерном горении водорода — те звезды, что превращаются в сверхновые и погибают после взрыва “выталкивают” газ обратно из галактик.

Там, в таинственном межгалактическом пространстве, газ охлаждается и становится плотнее. Там он и находится, пока сила гравитации не втягивает его обратно в галактику, где образуются новые звезды. Процесс повторяется: гравитация конденсирует газ в галактики и звезды, звезды взрываются и выбрасывают газ, гравитация снова притягивает газ и рождаются новые звезды.

Телескоп Hubble сделал снимок взрыва сверхновой

Со временем в любой галактике начинает заканчиваться перерабатываемый газ. А без газа во Вселенной не могут образовываться новые звезды; старые звезды живут своей жизнью и умирают, и в конечном итоге галактика тоже умирает. Галактики обитают в так называемой газовой ванне, среде, из которой они родились, и которая питает их. Галактики вдыхают и выдыхают газ, а звезды продолжают гореть, пока газ не исчезнет. Красиво звучит, правда?

Еще больше удивительных фактах о Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен

Из чего состоит Вселенная?

Раньше проблема с проверкой этой теории заключалась в том, что приборы астрономов были едва способны обнаружить признаки межгалактического газа, не говоря уже о его появлении и исчезновении. Однако сегодня, благодаря более чувствительным инструментам, ученые знают намного больше. Полученные данные говорят о том, что межгалактическая среда богата газом, который наполняет Вселенную и порождает галактики. Чуть менее убедительные, а иногда и загадочные свидетельства в около галактической среде показывают, что галактики живут за счет рециркуляции газа в звезды и из звезд.

А вот доказательства того, что у галактик может закончиться газ, и звезды перестанут рождаться, что приведет к гибели галактики пока только предварительные. Дело в том, что даже в молодой Вселенной газ не однороден. Межгалактическая среда также не является чистым водородом: она частично заполнена элементами, более тяжелыми, чем водород, которые появляются, когда звезды взрываются и умирают.

И все же, несмотря на множество вопросов, ученые сходятся во мнении, что эта древняя, охлаждающая, разреженная межгалактическая среда является хорошо понятой сущностью, которая содержит убедительную картину того, когда и из чего возникли галактики.

Читать еще:  Где отдохнуть в Карелии

Однако, несмотря на появление новых инструментов и совместной работы ученых, на сегодняшний день общей картины рождения, жизни и смерти галактик нет. Чтобы лучше понять это, ученые прибегают к помощи компьютерной симуляции — так, недавно астрономы создали 8 миллионов галактик внутри компьютера. Вне зависимости от того, реальны симуляции или нет, именно с их помощью ученые смогут получить ответы на вопросы о природе межгалактического газа. Дело в том, что симуляции — наиболее ясная визуализация того, как газ мог создать галактики.

Ученые полагают что сегодня, 13,8 миллиардов лет спустя после Большого взрыва, только 60% газа сосредоточено в межгалактической среде; остальное находится в около галактической среде и внутри галактик. Получается, что на просторах Вселенной галактики нанизаны на пустоты, похожие на освещенные автомагистрали. Красиво! Несмотря на то, что многое пока остается загадкой.

Что такое галактика?

Если вы посмотрите на ночное небо через телескоп, то вы увидите то, чего не видно невооружённым глазом: множество звёзд, которые на самом деле являются самозванцами. Многие из этих точек света на самом деле являются галактиками – скоплениями миллионов или триллионов звёзд. Галактики состоят из звёзд, пыли и тёмной материи, соединённых силами гравитации.

Астрономы до сих пор точно не знают, как именно образовались галактики. После Большого Взрыва пространство почти полностью состояло из водорода и гелия. Некоторые астрономы считают, что гравитация объединяла пыль и газ, образуя отдельные звёзды, и эти звёзды в конечном итоге объединились в более крупные структуры – галактики. Другие думают, что пыль и газ объединились в массивные облака (предшественники галактик), после чего в них начали происходить процессы звездообразования. Астрономы также совершенствуют свои методы измерения массы отдельных галактик, как, например, в исследовании 2018 года, в котором использовались трёхмерные движения нескольких галактик для более точного определения массы Млечного Пути.

Открытие галактик

В начале 1900-х многие астрономы думали, что вся Вселенная находится в нашей галактике, Млечном Пути. Другие, такие как Харлоу Шепли, учёный и глава обсерватории Гарвардского колледжа, утверждали, что капли в форме спирали, которые считались пылью и газом, были отдельными от нашей галактики объектами, и называли их “островными вселенными”.

Лишь в 1924 году Эдвин Хаббл обнаружил несколько пульсирующих звёзд, называемых переменные цефеид, и понял, что они находятся далеко за пределами Млечного Пути. Эти небесные объекты были уникальными объединениями звёзд на расстояниях далеко за пределами нашей родной галактики.

Галактики NGC 3972 (слева) и NGC 1015 (справа), которые содержат пульсирующие переменные звёзды (цефеиды). Авторы и права: A. Riess (STScl / JHU) / NASA / ESA.

После того, как Хаббл измерил расстояние до отдельных галактик, он продолжил измерять их доплеровский сдвиг. Он определил, что галактики вокруг Млечного Пути удаляются от нас с невероятной скоростью. Чем дальше галактики, тем быстрее они убегают. Благодаря этому он смог определить, что сама Вселенная расширяется, и спустя годы астрономы выяснили, что она расширяется с ускорением.

Характеристики галактик

В центрах большинства галактик находятся чёрные дыры, которые могут производить огромное количество энергии, благодаря чему астрономы могут видеть галактики, находящиеся на значительных расстояниях. В некоторых случаях центральная чёрная дыра галактики является чрезвычайно большой или активной, даже в относительно небольших галактиках. Материал, окружающий чёрную дыру, может быть разогнан и выброшен в космическое пространство в виде джетов. Другие галактики могут содержать в своих ядрах квазары – самые энергичные тела во Вселенной.

Галактики классифицируются по форме. Каждый тип имеет разные характеристики и свою историю развития.

На этом изображении “Хаббла” показана спиральная галактика NGC 5033. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble / Judy Schmidt.

Некоторые, как Млечный Путь, имеют рукава, закручивающиеся по спирали от центра галактики. Известные как спиральные галактики, эти группы составляют большую часть галактик, которые могут видеть астрономы. Газ и пыль в спиральной галактике кружатся вокруг центра со скоростью несколько сотен километров в секунду, создавая тем самым форму всей галактики. Некоторые, известные как “спирали с перемычками”, имеют в центре стержнеобразную структуру, образованную пылью и газом, движущемся к центру. Пыль и газ в спиральных галактиках постоянно подпитывают процессы звездообразования.

Читать еще:  Почему больно глотать

Эллиптическим галактикам не хватает спиральных рукавов своих более ярких родственников. Их внешний вид варьируется от круглого до очень вытянутого. Эллиптические галактики имеют меньше пыли, чем их спиральные аналоги, и поэтому процесс создания звёзд в них практически остановился. Большинство звёзд в этих галактиках очень старые. Хотя они составляют меньшую часть видимых галактик, астрономы считают, что более половины галактик во Вселенной являются эллиптическими.

Эллиптическая галактика NGC 4696. Авторы и права: Hubble / NASA / ESA.

Оставшиеся 3 процента галактик во Вселенной известны как неправильные галактики. Они не являются круглыми и не могут похвастаться спиральными рукавами, а их формы не имеют определенного названия. Гравитация других галактик часто влияла на них, растягивая их или деформируя. Столкновения или сближения с другими галактиками также могли стать причиной изменения их формы.

Слияния галактик

Галактики не плавают в пространстве изолированно, а сгруппированы в группы, известные как скопления. Некоторые скопления очень большие, содержат более тысячи галактик, а другие гораздо меньше. Млечный Путь принадлежит скоплению, известному как Местная Группа, которая содержит всего 50 галактик.

Иногда галактики сталкиваются друг с другом, объединяя свои звёзды и пыль вместе. Это важный шаг в эволюции и росте многих галактик. В конце 2018 года астрономы провели исследование, в котором наблюдали за тем, как две сверхмассивные чёрные дыры врезаются друг в друга на заключительных этапах галактического слияния.

Столкновение двух спиральных галактик NGC 4038 и NGC 4039, которые расположены на расстоянии около 62 миллионов световых лет от Земли. Авторы и права: NASA / ESA / B. Whitmore, STScI.

Обычно, при слиянии галактик, отдельные звёзды не сталкиваются, но приток пыли и газа увеличивает скорость звездообразования. Млечный Путь должен столкнуться с галактикой Андромеды примерно через 5 миллиардов лет, и столкновения происходили и в его далёком прошлом; его характерная выпуклость могла появиться после поглощения карликовой галактики. Аналогично и галактика Андромеды, вероятно, поглотила одного из своих соседей.

Новые исследования галактик

В последние годы астрономы пристально следят за галактиками и за тем, как на их эволюцию влияет тёмная материя, вещество, которое невозможно обнаружить с помощью обыкновенных телескопов. Считается, что тёмная материя и тёмная энергия вместе составляют большую часть массы и энергии всей Вселенной, но их существование трудно доказать, потому что мы можем видеть их только через влияние, которое они оказывают на обычные объекты, такие как галактики.

В 2017 году астрономы обнаружили две огромные и очень старые галактики, которые образовались в море тёмной материи. Чрезвычайно большой размер галактик заставляет учёных задаться вопросом: постепенно ли они увеличивались со временем или какой-то другой процесс помог им в этом. Всего через несколько месяцев после этого открытия астрономы также обнаружили группу галактик, которые вращались синхронно друг с другом по схеме, которую можно было объяснить только наличием тёмной материи.

Новый снимок космического телескопа “Хаббл”, показывающий 15 000 галактик. Авторы и права: P. Oesch (University of Geneva) and M. Montes (University of New South Wales) / NASA / ESA.

Однако в 2018 году группа исследователей поставила под сомнение теорию тёмной материи, когда обнаружила, что галактика под названием NGC 1052-DF2 содержит примерно в 400 раз меньше тёмной материи, чем предсказывали модели для объекта такого размера, что также может изменить модели эволюции галактик. Тем не менее, результаты исследования являются противоречивыми и всё ещё обсуждаются.

В 2018 году снимок, переданный, космическим телескопом “Хаббл” сумел вместить в себя примерно 15 000 галактик, обеспечивая тем самым обширные охотничьи угодья для будущих галактических исследований. И в том же году сотни галактик были обнаружены за сверхмассивной чёрной дырой, которая ранее скрывала их от взора астрономов.

Что происходит, когда сталкиваются галактики?

По одной из теорий Млечный Путь и его ближайшая галактическая соседка Андромеда уже сталкивались. Другая теория полагает, что наша Галактика находится на пути столкновения с Андромедой. В какой-то момент в течение следующих нескольких миллиардов лет они соберутся воедино с катастрофическими последствиями.

Некоторые звезды будут выброшены за пределы новой галактики, другие разрушены, так как столкнутся со сливающимися сверхмассивными черными дырами. Спиральные структуры Млечного Пути и Андромеды будут уничтожены и трансформированы в единую гигантскую эллиптическую галактику. Но как бы пугающе это не звучало, на самом деле этот процесс является естественной стадией эволюции галактик.

Читать еще:  Как приготовить люля кебаб
Гравитация столкновений

Галактики удерживаются вместе за счет взаимного притяжения и вращаются вокруг общего центра. Взаимодействие между галактиками является вполне распространенным явлением, особенно между гигантом и небольшой спутниковой галактикой. В какой-то момент спутник подходит слишком близко к гиганту и попадает в точку, где гравитация захватывает его и вовлекает в один из спиральных рукавов «убийцы».

В некоторых случаях траектория движения спутника может пересекаться с гигантской галактикой. При таком сценарии столкновение может привести к слиянию, при условии, что ни одна из них не имеет достаточного импульса, чтобы продолжить свое движение после столкновения.

Если одна из галактик гораздо больше, чем другие, то после встречи она останется практически без изменений и сохранит свою форму, в то время как меньшие галактики удалятся друг от друга и станут частью более крупной структуры. Ученые полагают, что Андромеда в своем прошлом поглотила как минимум одну галактику, а Млечный Путь в настоящий момент находится в процессе слияния с несколькими карликовыми галактиками (например, с Карликовой эллиптической галактикой в Стрельце).

Впрочем, слово «столкновение» не совсем уместно, так как чрезвычайно разреженное распределение материи в галактиках говорит нам о том, что столкновение между звездами или планетами крайне маловероятно.

Андромеда и Млечный Путь. Столкновение

В 1929 году Эдвин Хаббл представил данные наблюдений, которые показали, что далекие галактики движутся прочь от Млечного Пути. Это позволило ему вывести закон Хаббла, который гласит, что расстояние до галактик и их скорости могут быть определены путем измерения их красного смещения, то есть явления, при котором свет от объекта смещается в красную часть спектра при его удалении.

Однако, спектрографические измерения Андромеды показали, что ее свет смещен в сторону синей части спектра (фиолетовое смещение). Это указывает на то, что в отличие от большинства галактик, которые наблюдались с начала ХХ века, Андромеда движется к нам.

В 2012 году, основываясь на данных Хаббла (собранных в период с 2002 по 2010 год), исследователи определили, что столкновение Млечного Пути и Андромеды неминуемо. Фиолетовое смещение показало, что Андромеда движется к нам со скоростью примерно 110 километров в секунду.

Исходя из этого, вполне вероятно, что галактики столкнутся примерно через 4 миллиарда лет. Исследования также показали, что M33, третья по величине и яркости галактика в Местной группе, будет участвовать в этом мероприятии. По всей вероятности, M33 окажется на орбите структуры, образованной после слияния Млечного Пути и Андромеды, и в конечном итоге станет ее частью.

Последствия

При столкновении галактик, большие из них поглощают более мелкие, разрывая их на части и забирая звезды. Но когда галактики схожи по размеру, как Млечный путь и Андромеда, слияние полностью ломает их спиральные структуры. В конечном итоге две группы звезд создадут гигантскую эллиптическую галактику.

Такое взаимодействие может спровоцировать небольшой всплеск звездообразования. Столкновение галактик формирует обширные водородные облака, которые могут вызывать ряд гравитационных коллапсов. Кроме этого, подобные слияния вызывают преждевременное старение галактик, так как большая часть газа превращается в звезды.

После всплеска звездорождения в галактиках заканчивается топливо. Самые молодые и горячие светила взрываются как сверхновые, и все, что остается, это старые, холодные красные звезды, живущее очень долго. Вот почему гигантские эллиптические галактики, результаты столкновений, содержат так много красных звезд и так мало активных областей звездообразования.

И хотя Андромеда содержит около 1 триллиона звезд, а Млечный Путь – около 300 миллиардов, шанс столкновения даже пары светил ничтожно мал из-за огромного расстояния между ними. Однако, обе галактики содержат сверхмассивные черные дыры, которые встретятся недалеко от центра новообразованной галактики.

Слияние черных дыр вызовет орбитальную энергию, переданную звездам, которые в последствии перенесут светила на более высокие орбиты в течение миллионов лет. Когда две черные дыры окажутся на расстоянии светового года друг от друга, они начнут излучать гравитационные волны.

Подхваченные комбинированной черной дырой газ может создать светящийся квазар или активное ядро в центре вновь образованной галактики. И наконец, последствие слияние черных дыр может «дать пинка» некоторым звездам, которые станут гиперзвуковыми изгоями, прихватившими с собой свои планеты.

Источники:

http://hi-news.ru/space/chto-naxoditsya-mezhdu-galaktikami.html
http://universetoday.ru/2019/08/14/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%B3%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0/
http://in-space.ru/chto-proishodit-kogda-stalkivayutsya-galaktiki/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector