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
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
12 крупнейших объектов во Вселенной
Вселенная огромна, и в ней немало крупных объектов. Планеты, звезды, галактики, кластеры галактик — везде есть свои рекордсмены. Вот некоторые из этих удивительных “самых больших” и “самых массивных”.
Крупнейшая экзопланета — GQ Lupi b
Когда в 2005 году астрономы впервые заметили GQ Lupi b, они не сразу смогли определить, чем является этот объект. Тело находилось от своей молодой звезды в 2,5 раза дальше, чем Плутон от Солнца, а по размеру было либо огромной планетой, либо коричневым карликом, то есть маленькой звездой.
Дальнейшие наблюдения позволили определить, что GQ Lupi b все же является планетой с радиусом в 3,5 раза больше радиуса Юпитера. Это крупнейшая экзопланета из когда-либо обнаруженных.
Крупнейшая звезда — UY Scuti
UY Scuti — гигантская звезда, радиус которой в 1700 раз больше радиуса Солнца. Если поместить ее в центр Солнечной системы, то звезда бы заканчивалась где-то за орбитой Юпитера. А ее газ и пыль достигали бы границ системы, растягиваясь на 400 а.е.
Крупнейшая туманность — Туманность Тарантул
Тарантул — крупнейшая известная туманность и самый активный регион формирования звезд в наших окрестностях галактики. Объект расположен в 170 000 световых лет от Земли в Большом Магеллановом Облаке — маленькой галактике-спутнике Млечного пути. В самой широкой своей части туманность растягивается на 1800 световых лет. Вот такие вот яркие звездные ясли.
Крупнейшая пустота — Эридановый Войд
В 2004 году астрономы заметили на картах WMAP гигантское пустое пространство. Это пятно, растянувшееся на 1,8 миллиарда световых лет, была на удивление пустым — без звезд, газа. пыли и даже темной материи. Сами войды не являются чем-то необычным, но ученые до сих пор не нашли объяснения, как мог образоваться настолько огромный войд.
Крупнейшая галактика — IC 1101
Диаметр нашего Млечного пути — около 100 000 световых лет, что является в общем-то средним размером для спиральных галактик. Крупнейшая известная галактика — IC 1101 — в 50 раз больше и в 2000 раз массивнее. Она растягивается на 5,5 миллиона световых лет. Если поместить ее на место Млечного пути, то ее граница был лежала за Андромедой — нашей ближайшей галактикой.
Крупнейшая черная дыра — TON 618
Сверхмассивные черные дыры, вроде как, лежат в центре каждой галактики, и по массе могут в миллионы раз больше Солнца. Крупнейшая сверхмассивная черная дыра является квазаром. Ее официальное название — TON 618. Ее масса — около 66 миллиардов масс Солнца.
Крупнейшие галактические выхлопы — пузыри Ферми
В 2010 году астрономы с помощью телескопа Ферми обнаружили рядом с галактикой Млечный путь гигантские структуры. Эти пузыри достигали в диаметре 25 000 световых лет (четверть ширины Млечного пути). На данный момент ученые считают, что это останки древнего периода активного поглощения энергией нашей черной дырой.
Крупнейший единый объект — протокластер SPT2349–56
Давным-давно, когда Вселенная была в 10 раз моложе, 14 галактик начали сливаться и в процессе образовали гигантский протокластер SPT2349–56 . Все они находятся в пространстве, которое лишь в три раза больше Млечного пути. В итоге должна получиться галактика с массой 10 триллионов масс Солнца. Дополнительные наблюдения выявили, что вокруг этих галактик крутятся еще 50.
Крупнейшее скопление галактик — Сверхскопление Шепли
Еще в 1930-х годах астроном Харлоу Шепли обнаружил это огромное скопление галактик. В скопление входят 8000 галактик с суммарной массой более 10 миллионов миллиардов солнечных. По данным ЕКА, это крупнейшая структура в нашей местной Вселенной.
Крупнейшее сверхскопление — Ланиакея
Наш Млечный путь является малой частью гигантского сверхскопления галактик под названием Ланиакея. У кластера нет официальных границ, но принято считать, что в нем состоят 100 000 галактик с суммарной массой около 100 миллионов миллиардов солнечных. Диаметр скопления — более 520 миллионов световых лет.
Крупнейшее скопление квазаров — Huge-LQG
Квазары сами по себе довольно большие. Не удивительно, что и скопления получаются очень внушительными. Крупнейшее скопление квазаров называют Огромной Большой Группой Квазаров, или Huge-LQG. Оно состоит из 73 квазаров с суммарной массой около 6,1 квинтиллиона солнц. Его диаметр — около 4 миллиардов световых лет.
Крупнейшая структура — Великая стена Геркулес — Северная Корона
Объект “Великая стена Геркулес — Северная Корона” часто считают крупнейшей известной структурой во Вселенной. Длина объекта — около 10 миллиардов световых лет, он состоит из нескольких миллиардов галактик. Открыли Стену в 2013 году по гамма-излучению.
И еще одна структура, о которой не стоит забывать — Космическая сеть газа. Недавно был сделан первый снимок, и он пока что является единственным доказательством существования Сети .
Источник