Ученые обозначили на карте, где во Вселенной мы находимся
Наш космический адрес простирается далеко за пределы Земли и Млечного пути.
Возможно, это не вписано у вас в паспорте, но все земляне теперь официально являются жителями Ланиакея. Это название, данное гигантскому сверхскоплению галактик, включая наш Млечный путь, означающее «неизмеримые небеса» на гавайском языке.
Структура диаметром 520 миллионов световых лет содержит 100 000 галактик и массу 100 квадриллионов звезд, как Солнце. Один световой год – это расстояние, которое свет (движущийся со скоростью 300 000 км в секунду) проходит за год, или 9,46 триллионов км.
Сама Ланиакея – это всего лишь небольшой уголок в наблюдаемой Вселенной.
Галактика Млечный путь
Ученые уже давно известно, что наши галактики не распределены случайно, а собраны в скопления.
Если представить это в больших масштабах, то галактики нанизаны как жемчужины, формируя светящиеся нити.
Когда они пересекаются, они формируют огромные сверхскопления галактик, чье движение находится под влиянием гравитации.
Наша галактика Млечный путь находится на краю одного из таких скоплений, размер которого был обозначен астрономами на карте.
Внутри Ланиакеи, галактики движутся внутрь области называемой Великий Аттрактор – большой гравитационной долины, которая притягивает галактики внутрь.
Сверхскопление Ланеиакея. Цвета представляют плотность: красный – высокая плотность, синий – пустоты. Отдельные галактики показаны белыми точками. Млечный путь – синяя точка с правого края области, отмеченной кругом.
Вокруг Ланиакеи находятся соседние сверхскопления Шепли, Геркулес, Кома и Персей-Рыбы.
Ученые обозначили границы Ланиакеи с помощью измерений скорости местных галактик. Они сравнили галактическое течение с водой на рельефе местности с горами и долинами, проследив внешнюю поверхность области, где движение галактик было направлено внутрь.
Размеры Вселенной
Насколько большой является Вселенная? Астрономы определили возраст Вселенной – 13,8 миллиардов лет. Так как существует связь между расстоянием и скоростью света, ученые могут рассматривать область космоса, которая находится на расстоянии 13,8 световых лет.
Как корабль в огромном океане, астрономы могут направлять в телескоп на расстоянии 13, 8 миллиардов световых лет. Таким образом, хотя может показаться, что Земля находится в наблюдаемом «шаре» диаметром около 28 миллиардов световых лет, он гораздо больше.
При этом слово «наблюдаемый» является ключевым, так как это границы, которые можно увидеть, но это не означает, что они заканчиваются.
Так как Вселенная расширяется, диаметр наблюдаемой Вселенной оценивается в 92 миллиарда световых лет.
Источник
Млечный Путь на самом деле намного больше, чем кажется
Новое компьютерное моделирование предполагает, что Млечный Путь на самом деле в семь раз шире, чем предыдущие оценки.
Мы склонны устанавливать границы, основываясь на том, что мы видим на самом деле. Но иногда невидимое также может оказывать влияние. Например, ранее предполагалось, что граница между атмосферой и космосом находится на высоте около 100 км над уровнем моря. Однако работа, опубликованная в «Журнале геофизики» несколько месяцев назад, показала, что газообразный слой, окружающий Землю, на самом деле простирается до 630 000 километров, далеко за пределы Луны.
Размер Млечного Пути
Недавнее исследование было посвящено размеру Млечного Пути. В прошлом году данные космического телескопа Gaia позволили предположить, что Млечный Путь имеет диаметр 258 000 световых лет. Но в этой работе не учитывалось наличие ореола темной материи, вращающегося вокруг нашей Галактики. Эти частицы, хотя и невидимые, все же должны учитываться в числах.
Эта материя, не испускающая, не поглощающая и не отражающая никакого света, как можно догадаться, с трудом поддается измерению. Однако астрономы могут определить ее присутствие, изучив гравитационное воздействие на окружающие ее небесные объекты.
Чтобы понять истинный диаметр Млечного Пути, Алис Деасон из Университета Дарема (Великобритания) недавно разработал компьютерное моделирование, имитирующее эволюцию галактик, находящихся в локальной группе, к которой принадлежат Млечный Путь, и его большая соседка Андромеда и многие другие небольшие галактики-спутники.
1,9 миллиона световых лет в диаметре
Эти модели показали, что на некотором расстоянии от Млечного Пути скорости соседних галактик начали замедляться. Торможение, подчеркивают исследователи, объясняется наличием ореола вещества, окружающего Млечный путь, имитируемого на компьютере.
Основываясь на этом наблюдении, Алис Дисон и его команда затем использовали телескоп для анализа движения реальных карликовых галактик, развивающихся в Локальной группе вокруг Млечного Пути. Затем они зафиксировали аналогичное снижение их радиальных скоростей, что еще раз указывает на то, что эти объекты «попадали» в темную границу ореола нашей Галактики.
И эта граница, по данным исследователей, составляет около 950 000 световых лет от центра Млечного Пути. Другими словами, наша Галактика на самом деле имеет диаметр около 1,9 миллиона световых лет. Это в семь раз больше, чем предыдущие оценки.
Напомним также, что в прошлом году астрономы также пересмотрели массу Млечного Пути.
Объединив новые данные миссии Gaia с наблюдениями с космическим телескопом Хаббла, в конечном итоге было предложено, чтобы наша Галактика “весила” около 1500 миллиардов солнечных масс, а не 960 миллиардов солнечных масс, как предлагали предыдущие оценки.
Источник
Млечный Путь – единственная галактика. История Большого спора
Наше понимание размеров Вселенной в начале XX века было намного скромнее. Можно сказать, что оно не выходило за пределы родной галактики. Но Большой спор (Большая дискуссия) все изменил.
Предмет спора
Нехватка мощных телескопов сильно ограничивала наше видение космического пространства. Мы могли наблюдать звезды, но как понять, насколько далеко они расположены? Около века назад бытовало устоявшееся мнение о том, что Млечный Путь – единственная галактика, за чертой которой располагается пустота.
Однако исследователи все же замечали странные завихренные и расплывчатые формирования. Их стали называть спиральными туманностями. Обычно ученые не пытались их изучать. Но однажды возник вопрос касательно туманности на территории созвездия Андромеды.
Исследователи попытались понять: в этом газовом скоплении возникнет планетная система, относящаяся к Млечному Пути, или же перед нами совсем чужая далекая звездная система, которая расположена так далеко, что ее звезды не удается разрешить?
Важно было понять: перед нами формирования, включенные в состав Млечного Пути, или же это нечто гораздо большее – отдельные галактики, не уступающие нашей в размерах или даже превосходящие ее. Дискуссия началась в 1920 году и закончилась публикацией двух работ в 1921-м, представив громкое и важное противостояние Шепли и Кертиса.
Доводы Харлоу Шепли
Астроном Харлоу Шепли пытался доказать, что Вселенная буквально ограничивается Млечным Путем. Тогда туманность Андромеды (сейчас это галактика) и прочие масштабные формирования выступают частью единственной галактики и проживают внутри нее. Какие доводы он приводил? На самом деле, в его руках был лишь один козырь – всеобщее заблуждение.
Он говорил, что если Андромеда была отдельным галактическим представителем, то удалена от нас на 10 8 световых лет, что никак не укладывалось в научные убеждения. И Шепли был не один, так как высказывал всеобщие убеждения.
Он получил поддержку от влиятельного астронома Ван Маанена (определил параллаксы и собственные движения звезд), который утверждал, что ему удалось наблюдать вращение туманностей, среди которых была Вертушка (галактика). Но галактическая природа не соответствовала бы скорости света. Лишь позже станет ясно, что Ван Маанен ошибался, ведь нельзя зафиксировать галактическое вращение в течение одной человеческой жизни.
Доводы Гебера Кертиса
Второй американский астроном все же смог поверить, что туманности, подобные масштабной Андромеде, выступают целыми галактиками, которые не уступают природе Млечного Пути. Он воспользовался отсылкой в Иммануилу Канту и стал называть их «островами Вселенной». Да, немецкий философ опередил ученых на несколько веков и считал, что Млечный Путь – не единственный в космическом пространстве.
Гебер Кертис внимательно изучил новые Андромеды, доказав, что их намного больше, чем на нашей галактической территории. Как может быть так, что в одной части Вселенной их больше, чем в другой? Значит, перед нами совершенно иная галактика, чья звездная коллекция отличается. Кроме того, он внимательно исследовал структуру Андромеды, подметив наличие пылевых облаков и больших показателей эффекта Доплера.
Точка в споре
Решить проблему помог Эдвин Хаббл. Ему повезло воспользоваться крупнейшим на тот момент телескопом (100-дюймовый аппарат Хукера) и отследить цефеиды (пульсирующие переменные звезды), расположенные на территории «спиральных туманностей». Эти исследования велись уже в 1922-1923 гг., то есть после работ, написанных при Большом споре.
Его наблюдения и измерения дистанций показывали, что туманности располагались намного дальше, чем представляли ученые. А значит, они не могли находиться в Млечном Пути и были отдельными галактиками. Харлоу Шепли не сдавался и еще долго спорил. Однако Хаббл в 1925 году выпустил печатную работу и большинство ученых его поддержали.
Постскриптум
С того момента наше понимание размеров Вселенной значительно расширилось. Позже Хабблу удалось доказать также расширение пространства («Кто открыл расширение Вселенной: Хаббл или Леметр?») и составить наиболее полноценную галактическую классификацию.
Источник
Ученые лишили туманность Андромеды звания «большого брата» Млечного Пути
МОСКВА, 16 фев — РИА Новости. Туманность Андромеды, крупнейшая соседка Млечного Пути, оказалась примерно равной ему по размерам, хотя раньше считалось, что она гораздо массивнее. Это кардинально меняет сценарий столкновения галактик в далеком будущем, говорится в статье, опубликованной в журнале MNRAS.
Млечный Путь окружает целая свита карликовых галактик, большую часть которых мы не видим, потому что они очень тусклые. Как считают ученые, многие из этих карликов периодически сближаются с нашей Галактикой, а финальные следы этого — так называемые звездные потоки.
Кроме того, Млечный Путь окружают и более крупные объекты. Самый большой из них — галактика М31, или туманность Андромеды. Она находится на расстоянии в 2,5 миллиона световых лет от Земли и, как недавно выяснили ученые, постепенно сближается с нашей Галактикой и столкнется с ней в ближайшие 4,5 миллиарда лет.
Как рассказывает Кафле, все астрономы считали, что в этой «войне галактик» победу одержит соседка Млечного Пути — в ней примерно в три раза больше звезд и она в два-три раза превосходит нашу Галактику по массе. Однако австралийские ученые, придумавшие остроумную методику для замера массы туманности Андромеды, обнаружили, что это не так.
«Представьте себе, что вы летите на ракете. Вам нужно разогнаться до 11 километров в секунду, чтобы преодолеть притяжение Земли. Чтобы сбежать из галактики, скорость должна быть значительно выше — около 550 километров в секунду. Измерив скорость самых быстрых планетарных туманностей, мы смогли вычислить точную массу туманности Андромеды», — объясняет ученый.
Как оказалось, масса галактики М31, особенно ее темной материи, значительно завышалась — она всего в 800 миллиардов раз тяжелее Солнца, а не в полтора-два триллиона, как считалось раньше. Иными словами, туманность Андромеды и Млечный Путь скорее братья-близнецы, чем «большой» и «малый» брат.
Эти оценки, отмечают Кафле и его коллеги, заставляют пересмотреть не только сценарий встречи нашей Галактики и туманности Андромеды в далеком будущем, но и представления о том, как распределена материя по Вселенной и как неоднородности в ее плотности влияют на формирование галактик.
В частности, доля темной материи в туманности Андромеды оказалась заметно ниже, чем предсказывает теория, и это говорит или об ошибках в наблюдениях, или о радикально неверных представлениях о том, как темная материя распределяется по группам галактик. Дальнейшие наблюдения, как надеются ученые, помогут разрешить эту загадку.
Источник
Что произойдёт после слияния Млечного Пути и галактики Андромеды?
Наша Вселенная – очень неспокойное и оживлённое место, где постоянно происходит что-то интересное: рождение новых звёзд, взрывы сверхновых, образование планет, столкновения астероидов и комет с другими телами, что-то попадается «на обед» чёрным дырам и исчезает за её горизонтом событий, а где-то даже сами галактики охотятся друг на друга, сталкиваются, объединяются – наш Млечный Путь не будет исключением и тоже примерно через 4 миллиарда лет начнётся процесс его столкновения со своей соседкой – галактикой Андромеды.
Подобные события – не редкость. Процесс слияния галактик занимает миллионы лет, но по меркам Вселенной – это лишь несколько мгновений. Млечный Путь и Андромеда мчатся навстречу друг другу на скорости 120 км/с. Но, скажу сразу, что нам в любом случае к тому времени придётся найти себе новый дом, так как Солнце израсходует практически все свои запасы водородного топлива и начнёт стремительно расширяться, превратится в красного гиганта, поглотит Меркурий, Венеру и превратит Землю в пылающий ад, сделав её каменистым безжизненным телом. Но представим, что мы себя не уничтожим и будем наблюдать за этим грандиозным событием где-то неподалёку от Солнечной системы!
Обе галактики через 4 миллиарда лет будут уже, так сказать, «в пожилом возрасте»: в них перестанут образовываться новые звёзды, а все оставшиеся будут доживать свой срок. Сейчас Андромеда и Млечный Путь выглядят очень красочными. Так, в Андромеде мы видим множество молодых белых и голубых звёзд, и с ними же проживают более старые звёзды – жёлтые, красные и оранжевые. В далёком будущем, предположительно, два этих древних соседа станут более «однотонными», так как их будут наполнять старые звезды – оранжевые, жёлтые и красные светила придадут им золотистый «ореол».
Как же будет происходить столкновение?
Когда обе галактики сблизятся, их взаимное притяжение будет вытягивать их в продолговатую форму, затем они пройдут сквозь друг друга, потом разойдутся, а потом опять сблизятся – и так родится совершенно новая гигантская эллиптическая галактика, которой уже придумали новое название на будущее — Млекомеда.
Что же произойдёт со всеми звёздами и планетами? Ну, или что будет хотя бы с нашей Солнечной системой и ближайшими её соседями – такими же планетарными системами?
Беспокоиться о том, что миллиарды звёзд, населяющих обе наши галактики, столкнутся, из-за чего массово будут происходить фееричные взрывы, а планеты слетят со своих орбит, не стоит. Такие сценарии маловероятны, так как звёзды в каждой галактике находятся на очень далёких друг от друга расстояниях. К примеру, ближайшая к Солнцу звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии примерно в 4,22 светового года от Земли, что в 277 000 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Для сравнения: если бы Солнце было размером с монету диаметром в 2,5 сантиметра, то ближайшая монета/звезда находилась бы на расстоянии 718 километров. Так что, в большинстве случаев звёзды просто пройдут мимо друг друга без «лобовых» столкновений. Разумеется, космические «ДТП» будут происходить, но это будет довольно редким явлением.
Для нас же, простых наблюдателей, проявления этого столкновения будут происходить крайне медленно, одним словом, мы вообще ничего не почувствуем. Вероятность какого-либо непосредственного воздействия на Солнце и планеты крайне низкая. Но всё-таки не исключено, что во время столкновения Солнечная система силами гравитации будет целиком выброшена из новой галактики и станет странствующим межгалактическим объектом. Это, опять же, не вызовет негативных последствий для нашей системы. Всё, чем мы отделаемся, — это эстетический ущерб в виде постепенного исчезновения красивого звёздного неба. От межгалактической радиации нас сможет защитить магнитосфера Солнца. Вероятность вылета из диска Млечного Пути во время первого этапа столкновения сегодня оценивается учёными в 12 %, так что нам страшнее больше смерть нашего Солнца, а не слияние галактик. Но нам, в лучшем случае, к тому времени вообще сбежать в другую галактику, и ниже я расскажу, почему.
Столкновение пойдёт обеим галактикам какое-то время на пользу: они будто заново родятся! При столкновении газовые межзвёздные облака, объединившись, начнут разогреваться и снова будут рождаться новые звёзды. Иногда возникает вопрос: неужели галактики разумны и соединяются для того, чтобы продлить себе жизнь, уже будучи вместе, будто спасают друг друга от смерти?
Однако новая галактика будет уже заботиться только о себе, и наша судьба явно её волновать не станет. Так, когда в ней массово начнут рождаться новые звёзды, этот процесс будет сопровождаться выбросом большого количества энергии – это вызовет цепную реакцию по всей площади новой Млекомеды. Разогретые газовые облака, вспышки, радиация – не самые лучшие условия для выживания.
Да, слияние галактик в одну продлит им жизнь, но ненадолго. Поскольку вещества для образования новых звёзд станет более, чем достаточным, новую Млекомеду будут населять в основном белые и голубые звёзды-гиганты, а живут такие огромные звёзды относительно мало, так как запасы их ядерного топлива быстро иссякают. Попробуй-ка, прогреть такой объект! Для этого ведь нужно слишком много топлива и энергии! Рано или поздно эти звёзды тоже начнут умирать, взрываясь, как сверхновые. Эти взрывы будут выталкивать межзвёздный газ из галактики далеко за её пределы, поэтому газ – тот самый «строительный материал» для рождения новых звёзд, очень быстро закончится. Соответственно, оставшись без материала для формирования других светил, галактика обречена. Но и это ещё не всё…
Окончательно «добьют» галактику сверхмассивные чёрные дыры. Как в центре Млечного Пути, так и в центре Андромеды проживают эти пугающие загадочные объекты. Когда ядра галактик сольются, чёрные дыры будут вращаться друг вокруг друга, создавая мощные гравитационные волны. Когда обе чёрные дыры соединятся друг с другом, то, из-за обилия межзвездного газа, галактика станет квазаром – произойдёт мощный выброс радиации, газ будет нагреваться всё сильнее и сильнее, и когда он разогреется до триллионов градусов, процессы звёздообразования в таком «котле» уже будут невозможны. Что получится? Часть газа будет вытолкнута взрывами сверхновых, а остатки – будут догорать в сиянии квазара, а затем, когда всё вещество «прогорит», галактика, вернее, то, что от неё осталось, погансув, умрёт.
Но неужели совсем никакого оптимистичного конца?! Компьютерное моделирование показывает, что обычно при слиянии двух спиральных галактик образуется одна – эллиптическая с вышеописанным последующим развитием событий. Однако совсем недавно астрономы обнаружили новый класс суперспиральных галактик – гигантских спиралевидных гравитационно-связанных систем с двойными ядрами! Пока неизвестно, как они образуются и почему становятся такими огромными. На данный момент известно всего 53 подобных объекта. Может быть, именно они образовались из-за слияния двух спиральных галактик, подобных Млечному Пути и Андромеде? Вдруг у наших галактик всё же есть шанс.
Источник