Что представляют собой гигантские космические структуры?
Хотя это может казаться неочевидным, галактики не просто случайным образом распределены во Вселенной. Вместо этого они сгруппированы в большие нити, разделенные гигантскими пустотами пространства. Каждая нить в основном представляет собой стену галактик, простирающуюся на сотни миллионов световых лет. Интересно, что одну из самых больших структур в известной Вселенной астрономы обнаружили совсем недавно, а ведь это гигантская стена галактик длиной около 1,4 миллиарда световых лет! Учитывая, насколько близко к нам находится это массивное сооружение, удивительно, что ученые не замечали его раньше. В течение последних десяти лет международная группа астрономов во главе с Брентом Талли из Института астрономии Гавайского университета занималась составлением карт распределения галактик вокруг Млечного Пути. Астрономы назвали эту недавно определенную структуру «Стеной Южного полюса», которая находится за пределами Ланиакеи – огромного сверхскопления галактик, включая нашу собственную.
Наша Галактика быстро движется к массивной области космического пространства – Великому аттрактору.
Вселенная в больших масштабах
В самых больших масштабах Вселенная выглядит как огромная космическая паутина. Звезды соединяются в галактики, которые группируются в галактические группы. Многие группы, связанные вместе, приводят к скоплениям галактик, и иногда кластеры сливаются вместе, создавая еще более крупные кластеры. Многие скопления вместе, охватывающие сотни миллионов или даже миллиарды световых лет в поперечнике, по-видимому, образуют самые большие структуры из всех: сверхскопления.
Наше собственное сверхскопление – Ланиакея – состоит примерно из 100 000 галактик, более чем в 10 раз богаче, чем самые крупные известные скопления. Однако эти сверхскопления только кажутся структурами. По мере старения Вселенной отдельные компоненты сверхскоплений раздвигаются, показывая, что они все-таки не являются истинными структурами.
Ланиакея и соседнее сверхскопление галактик Персея-Рыб. Изображение: nature.com
Горячее море материи и излучения, будучи плотным и расширяющимся, со временем остывает. В результате, в течение достаточно долгого времени будут формироваться атомные ядра, нейтральные атомы и, в конечном итоге, звезды, галактики и их скопления. Непреодолимая сила гравитации делает это неизбежным, благодаря ее воздействию как на обычную (атомную) материю, которую мы знаем, так и на темную материю, заполняющую нашу Вселенную, природа которой до сих пор неизвестна.
Еще больше увлекательных статей о последних открытиях в области астрономии и астрофизики, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!
За пределами Млечного Пути
Когда мы смотрим во Вселенную – за пределы нашей галактики, эта картина имеет огромное значение. По крайней мере, так кажется на первый взгляд. В то время как многие галактики существуют изолированно или сгруппированы в коллекции только из нескольких, во Вселенной также существуют огромные гравитационные «колодцы», которые притягивают сотни или даже тысячи галактик, создавая огромные скопления.
Довольно часто в центре находятся сверхмассивные эллиптические галактики, причем самая массивная из обнаруженных на сегодня показана ниже: это IC 1101, она более чем в тысячу раз массивнее нашего собственного Млечного Пути.
Самая массивная галактика из известных – IC 1101 – выглядит так.
Так что же больше скопления галактик? Сверхскопления – это скопления скоплений, соединенных большими космическими нитями темной и нормальной материи, гравитация которых взаимно притягивает их к их общему центру масс. Вы не были бы одиноки, если бы думали, что это всего лишь вопрос времени – то есть времени и гравитации – когда все скопления, составляющие сверхскопление, сольются вместе. Когда это произойдет, мы, в конечном итоге, сможем наблюдать единую связанную космическую структуру беспрецедентной массы.
Местная группа галактик
В нашем собственном районе местная группа, состоящая из Андромеды, Млечного Пути, Треугольника и, возможно, 50 меньших карликовых галактик, находится на окраине сверхскопления Ланиакея. Наше местоположение помещает нас примерно в 50 000 000 световых лет от основного источника массы: массивного скопления Девы, которое содержит более тысячи галактик размером с Млечный Путь. По пути можно найти много других галактик, групп галактик и небольших скоплений.
В еще больших масштабах скопление Девы является лишь одним из многих в той части Вселенной, которую мы нанесли на карту, наряду с двумя ближайшими: скоплением Центавра и скоплением Персея-Рыб. Там, где галактики наиболее сконцентрированы, представляют собой самые большие скопления массы; там, где линии соединяют их вдоль нитей, мы находим «нити» галактик, похожие на жемчужины, слишком тонкие на ожерелье; и в больших пузырьках между нитями мы находим огромную недостаточную плотность материи, поскольку эти области отдали свою массу более плотным.
Млечный Путь окружают другие, более мелкие галактики.
Если мы посмотрим на наше собственное окружение, то обнаружим, что существует большая коллекция из более чем 3000 галактик, которая составляет крупномасштабную структуру, включающую нас, Деву, Льва и многие другие окружающие группы. Плотное скопление Девы – самая большая его часть, составляющая чуть более трети общей массы, но в нем есть много других концентраций массы, включая нашу собственную локальную группу, соединенных вместе невидимой силой гравитации и невидимыми нитями темной материи.
Великая тайна
Здорово, правда? Вот только на самом деле эти структуры не настоящие. Они не связаны друг с другом и никогда не станут таковыми. Однако сама идея существования сверхскоплений и название для нашего – Ланиакея – будут сохраняться в течение длительного времени. Вот только назвав объект, реальным его не сделаешь: через миллиарды лет все различные компоненты будут просто разбросаны все дальше и дальше друг от друга, и в самом отдаленном будущем нашего воображения они исчезнут из поля зрения. Все это из-за того простого факта, что сверхскопления, несмотря на их названия, вовсе не являются структурами, а просто временными конфигурациями, которым суждено быть разорванными расширением Вселенной.
Источник
Шаровые скопления звезд и где они встречаются
Что представляют собой шаровые скопления? Из самого названия, очевидно, что это объединение звёздных тел по форме напоминающее шар.
По определению, в астрономии это скопление звезд, которые связаны между собой гравитационными силами и вращаются вокруг галактического центра. Можно сказать, что такая группа светил движется, как спутник.
Звёздное скопление является группой, в которой каждый звездный объект связан с соседним гравитационным полем. К тому же, они образованы из одного гигантского молекулярного облака. А их движение едино, как одно целое.
Галактический центр — небольшая область в центральной части галактики, в которой рождаются светила и находится ядро звёздной системы.
Помимо этого, существуют рассеянные скопления. Но они отличаются более слабой гравитацией между элементами.
Какие особенности имеют шаровые скопления
- Во-первых, они находятся в сферическом гало (основная часть составляющей нашей Галактики).
- Во-вторых, в них намного больше светил.
- В-третьих, их возраст намного больше.
- В-четвёртых, они отличаются симметричной сферической формой;
- И наконец, внутри них концентрация звёзд повышается к центру. То есть, чем ближе к нему, тем большее количество тел вокруг него. Другими словами, они более плотно расположены друг к другу.
Вероятно, поэтому в Млечном Пути шаровые скопления, в значительной мере, сосредоточены непосредственно вблизи ядра. Также их большое количество лежит в области вокруг галактического ядра.
По оценке учёных, концентрация в центральных районах таких соединениях может быть от 100 до 1000 звёзд на один кубический парсек. Причем расстояние между элементами примерно 3-4,5 трлн км.
Как оказалось, шаровые скопления имеют диаметр 20-60 парсек, а масса примерно от десяти до миллиона солнечных масс.
Гигантские скопления звезд во вселенной называются Галактика .
Классификация классов концентрации по Шепли-Сойер
Разумеется, если что-то не в единичном экземпляре, человек выделит группу из этого по каким-либо признакам. Так мы устроены, так нам проще.
Благодаря деятельности и исследованиям астрономов, шаровые скопления разгруппировали на отдельные категории.
Данное распределение основано на содержании объектов, входящих в объединение. Где выделены классы от 1 до 12 в порядке уменьшения.
Какие звезды входят в шаровые скопления
На самом деле, на небе такое скопление звезд состоит из сотен тысяч светил, которые имеют низкую металличность. Более того, их количество может доходить и до миллиона.
К тому же, некоторых могут содержать нейтронные звёзды и чёрные дыры.
По правде говоря, их образуют разные по возрасту тела. Но, в значительной степени, они представлены очень взрослыми светилами.
Изучение
На данный момент, природа возникновения этих космических объектов изучена не до конца. Так как остаётся открытым вопрос какие звезды входят в шаровые скопления. Точнее состоят ли они из светил одного возраста или включают тела, которые уже прошли множество циклов.
Хотя установлено, что в большинстве случаев звёзды находятся примерно на одном этапе эволюции. Что позволяет предположить об одном времени их формирования. Однако некоторые соединения содержат различные по возрасту элементы.
В результате наблюдений выделили одну закономерность. Шаровые скопления появляются в звездообразующих областях космоса. Где, соответственно, межзвёздная среда более плотная.
Прежде всего, они наиболее распространены в районах с вспышками звёздообразования и в галактиках , взаимодействующих друг с другом.
Между тем, в шаровых группах не происходит активного образования звёзд. А значит, они представляют собой очень старые объекты Вселенной и состоят из тел преклонного возраста.
Вдобавок химический состав и вытянутые орбиты указывают на то, что они зародились примерно в одно время с самой Галактикой. Проще говоря, это древнейшие элементы космического пространства. Стоит отметить, что их возраст составляет 10-20 млрд лет.
По правде, шаровые скопления не редко встречаются во Вселенной . Например, Млечный Путь вмещает более 150 сферичных групп, которые сформировались приблизительно 10 млрд лет назад. По данным учёных, в их элементах мало тяжёлых элементов и их высокая плотность. Из-за этого не может быть и речи про планетообразование в таких областях.
К примеру, из рассеянных самым известным является скопление Плеяды из созвездия Тельца. Между прочим, это одно из ближайших к нам подобных образований.
А к сферическим относятся, в основном, такие объекты Мессье, как М2 , М4 , М5 , М13 и другие.
Источник
Звездное скопление — что это?
Звездное скопление — движущаяся в гравитационном поле галактики, как единое целое, визуально связанная группа звезд, имеющих общее происхождение.
Некоторые звездные скопления могут содержать не только звезды, но и облака газа и пыли.
Самые известные из них, видимые невооруженным глазом:
- Плеяды — звездное скопление в созвездии Тельца. Оно одно из самых ближайших и одно из наиболее ярких звездных скоплений. Плеяды известны еще с древних времен и они видны невооруженным глазом даже на засветлённом городском небе.
- Гиады — звездное скопление в созвездии Тельца, находящиеся на расстоянии 154 световых лет от Земли, с диаметром в 75 световых лет. Ярчайшие звезды скопления вместе с ярчайшей звездой созвездия Альдебараном образуют фигуру, похожую на букву «V» (сам Альдебаран не входит в это звездное скопление, а только проецируется на Гиады).
Звездные скопления классифицируют на два основных типа ( шаровые и рассеянные ), а также недавно открытый промежуточный .
Шаровые звездные скопления
Шаровые звездные скопления — это группы звезд, сконцентрированных в сферической области с диаметром 10-30 световых лет. Как правило, в них содержаться от нескольких десятков тысяч до нескольких миллионов звезд.
Звезды здесь очень старые. Встречаются звезды желтого и красного цветов, с массами менее двух солнечных масс . Это обусловлено тем, что более горячие и массивные звезды взорвались как сверхновые или превратились в белых карликов в ходе эволюции.
До середины 1990-х годов как раз возраст звезд в шаровых скоплениях был в центре дискуссий в астрономическом обществе.
Расчёты на основе теории звездой эволюции показывали, что звезды в таких скоплениях гораздо старше возраста Вселенной . Разрешить этот парадокс помогли более точные измерения расстояний до шаровых скоплений с использованием космического телескопа Hipparcos , а также более точное измерения постоянной Хаббла.
Постоянная Ха́ббла (константа Хаббла) — коэффициент, входящий в закон Хаббла, который связывает расстояние до внегалактического объекта (галактики, квазара) со скоростью его удаления.
Благодаря этим измерениям, ученые смогли оценить возраст Вселененой в 13,8 миллиардов лет , а возраст самых старых звёзд — на несколько сотен миллионов лет меньше.
В 2007 году астроном Ричард Эллис с помощью телескопа Кек II обнаружил 6 звездных скоплений , которые образовались спустя 500 миллионов лет после Большого Взрыва.
В Млечном Пути насчитывается примерно 150 шаровых скоплений. Часть из них, скорее всего, перекочевали в нашу галактику из небольших, разрушенных Млечным Путем.
Самое яркое шаровое скопление является Мессье 13 в созвездии Геркулеса.
Рассеянные звездные скопления
В отличии от шаровых скоплений, которые сконцентрированы в сферической области, рассеянные скопления значительно отличается как по форме, так и по размерам.
Да и звезды здесь моложе — всего несколько десятков миллионов лет. Есть, конечно, и исключение в виде скопления M 67 , средний возраст звезд которого составляет несколько миллиардов лет.
Рассеянные скопления менее густонаселенные, чем шаровые, они гораздо менее плотно связаны гравитационо и со временем разрушаются под действием гравитации огромных молекулярных облаков и других массивных объектов.
В рассеянных скоплениях находится обычно несколько сотен звезд в пределах области размером в 30 световых лет.
Плеяды и Гиады из начала этой статьи как раз относятся к рассеянным скоплениям.
Промежуточные формы скоплений
В 2005 году астрономы обнаружили в Галактике Андромеды звездные скопления нового типа, по многих характеристикам подходящему на шаровые скопления, но отличающиеся меньшей плотностью, как в рассеянных скоплениях.
В Млечном Пути такие новые звездные скопления пока не были обнаружены, а вот в Андромеде — уже три таких.
Пока неизвестно, как скопления такого типа образуются, но по всей видимости может связано с образованием обычных шаровых скоплений. Также неизвестно, почему в Андромеде такой тип звездных скоплений есть, а в Млечном Пути — нет. И есть ли подобные объекты в других галактиках.
Характерной особенностью этого типа является то, что они имеют гораздо большую протяженность в отличии от шаровых — до нескольких сотен световых лет , но при этом имеют гораздо меньшую плотность.
Значение звездных скоплений в астрономии
Исследование звездных скоплений играют серьезную роль во многих областях астрономии.
Так как все звезды родились примерно в одно и то же время, теории звездной эволюции во многом опираются на наблюдения рассеянных и шаровых скоплений.
Звездные скопления используются в определении шкалы расстояний в астрономии. Несколько звездных скоплений , достаточно близких к Солнечной системе, расположены таким образом, что можно измерить расстояния до них с помощью параллакса.
Почти все звезды в Галактике , как и наше Солнце, изначально родились в областях звездных скоплений, которые затем распались. Это значит, что на свойства звезд и планетных систем могли повлиять условия, существовавшие в этих первичных звёздных скоплениях. Скорее всего, это имеет место и для Солнечной системы, в которой изобилие химических элементов свидетельствует об эффекте от взрыва сверхновой неподалеку от Солнца в ранней истории Солнечной системы.
Источник