Сколько же галактик во Вселенной?

Слова поэта поражают: ведь в те времена знали только одну звездную систему. И как ни много звезд в нашей Галактике, но их количество все-таки ограничено — около 100 млрд. Лишь в начале прош-лого века астрономы поняли, что есть звездные миры, существующие неза-висимо от нашей системы-галактики, называемой Млечный Путь. Туман-ность Андромеды — типичный пример соседнего гигантского звездного дома. С открытием других звездных "остро-вов" мысль о бесконечности окружаю-щего нас мира получила существенную поддержку. Ведь если галактика в созвездии Андромеды похожа на на-шу, в которой расположена Солнечная система, то схожую природу имеют и множество других галактик, в кото-рых из-за их удаленности от нас уче-ные не могут рассмотреть отдельные звезды.

Сколько же галактик во Вселенной? Ответ на этот вопрос имеет громадное значение для судеб находящихся в ней цивилизаций. Если все галактики мож-но "пересчитать", то это означает, что и время жизни Вселенной должно быть ограничено.

Наш мир существует благодаря то-му, что в начале всего лежит превраще-ние водорода в гелий, происходящее внутри звезд. Этот процесс образно опи-сал Харри Мартинсон в миниатюре:

В изнанке времени возник

водород в неброском виде

и из атомов воздвиг

богу своему хитроумный дом.

И в этом мире мы с вами сейчас жи-вем! Постепенно звезда "...сжимается и стынет и плывет в те миры, где тускло носятся в пустыне, как луны, мертвые шары". Так Семен Кирсанов в стихот-ворении "Сожаление" пишет о судьбе звезды.

Каково же будущее того мира, где звезды, исчерпав запасы горючего, под-держивавшего их свечение на протяже-нии десятков миллиардов лет, либо превратятся в холодные объекты — бе-лые карлики, нейтронные звезды, либо станут черными дырами?

Конечно, можно подсчитать, что нашей Галактике, чтобы превратить-ся в кладбище звезд, понадобится сот-ня миллиардов лет. Астрономы уста-новили, что возраст Галактики состав-ляет около 12 млрд. лет. А что прои-зойдет с ней в следующий десяток миллиардов лет? Неужели человечес-тво окажется в поистине фантастичес-ком мире, в котором все звезды погас-ли? А жизнь сохранившихся цивили-заций будет поддерживаться теплом, извлекаемым неведомыми нам путя-ми, например, в космической жаров-не, где будут сгорать отжившие свое звезды.

Но есть ли во Вселенной такие про-цессы, которые приводили бы к возоб-новлению водорода? Если есть, то в Галактике должен иметь место "кру-говорот водорода". И тогда было бы весьма затруднительно указать время "кончины" подобной системы. Такая возможность позволит какой-нибудь развитой цивилизации путешество-вать от одной звезды к другой, еще не погасшей, обеспечивая себе практи-чески вечное существование. Ведь ес-ли в одной области галактики звезды умирают, то в другой — могут заго-раться новые. Такое рассуждение по-надобилось нам, чтобы обосновать переход ученых к рассмотрению свойств объектов, расположенных за предела-ми нашего звездного дома, причем иногда на столь огромных расстояни-ях, что луч света от них идет к нам миллиарды лет. Для сравнения вспом-ним: необходимо чуть больше 8 ми-нут, чтобы световой луч известил нас о том, что произошло на Солнце. Что-бы "определить судьбу" Вселенной, в том числе и нашей Галактики, следо-вало бы узнать о свойствах громадного мира галактик.

Сейчас ни один астроном с точнос-тью не скажет, сколько галактик мож-но наблюдать на небе современными средствами. В 1934 году американ-ский астроном Эдвин Хаббл подсчи-тал, что число звездных островов, ко-торые он смог бы "увидеть" с помощью крупнейшего тогда телескопа с диа-метром зеркала 2,5 м, составляет свы-ше 5 млн. Но с тех пор построены 6-м, несколько 8-м и два 10-м телескопа. В 6-м телескоп астрономы смогли бы наблюдать уже 1,4 млрд. галактик. Конечно, столько объектов ни один астроном не в состоянии увидеть. На помощь пришли подсчеты, сделанные в небольшом участке неба, которые за-тем были увеличены с учетом площади всей небесной сферы.

А вот космическому телескопу, названному в честь Э. Хаббла, до-ступны для просмотра уже около 50 000 млрд. галактик! Сравните эту цифру с количеством жителей на Земле — на каждого приходится око-ло 10 000 галактик! А в каждой га-лактике бывает до 100 млрд. звезд. Вот и верь после этого астрологам, ут-верждающим, что звезды на небе оп-ределяют судьбу каждого человека на Земле. Но хоть и велики приведенные цифры, но им все равно далеко до бесконечности.

Как разобраться в закономерностях, определяющих вид и суть столь огром-ного количества объектов? Конечно, такая задача была бы невообразимо трудной, а может, и неразрешимой, ес-ли бы все внегалактические объекты были различны. Природа оказалась не настолько коварной, чтобы завести астрофизиков в тупик. По образному выражению Вильяма Гершеля, "Лабо-ратория Природы", а именно так он назвал мир звезд и туманностей, есть "сад", в котором различные объекты находятся на разных стадиях разви-тия. К великому сожалению, астроно-мы до сих пор не могут с уверенностью сказать, какие объекты этого косми-ческого сада являются молодыми, а ка-кие — старыми. Но все-таки разделить все множество галактик на типы уче-ные смогли более 70 лет назад. И сде-лал это уже знакомый нам Э. Хаббл. Весной 1926 года идея ученого была опубликована в отчете Комиссии по ту-манностям Международного Астроно-мического Союза.

Оказалось, что 95 % всех звездных островов имеют симметричную форму. Лишь у трех из ста галактик трудно за-метить какую-либо структуру, и по этой причине они были названы непра-вильными.

Другой известный астрофизик Вальтер Бааде писал, что "система Хаббла настолько эффективна, что число исключений неправдоподобно мало". Схема Хаббла очень проста: га-лактики бывают сферическими, эл-липтическими, спиральными и непра-вильными. Вот только га-Схема, показывающая разнообразие форм галактик, была предложена Эдвином Хабблом. Она имеет вид "камертона": на "руко-ятке " изображены эллиптические галактики, на двух ответвлениях — спиральные галак-тики. В том месте, где ответвления соединя-ются с "рукояткой", находится чечевицеобразная галактика, которая обладает некото-рыми особенностями эллиптических и спи-ральных галактик.

Галактики делятся на два больших клас-са. У одних спирали выходят прямо из ядра, а у других — из перемычки, сое-диняющей спирали с ядром.

Такая теория объясняла существо-вание всех типов галактик. По этой схеме наша Галактика и туманность Андромеды, которые являются наибо-лее массивными из всех видимых в наблюдаемой части Вселенной (Мета-галактике), должны быть наиболее старыми. Процесс сжатия ускоряется с увеличением массы протогалактического облака. Но такой вывод вряд ли верен, поскольку почти все галактики имеют один и тот же возраст. Есть и другие аргументы против изложенного допущения. Например, почему у "очень старых" неправильных галак-тик астрономы обнаружили наиболь-шее количество газа, иногда до трети от массы самого объекта. Как же так, почему у старого объекта есть еще ве-щество, из которого могут образовы-ваться звезды?

А может быть, каждая из галактик проходит свой собственный путь разви-тия? И что же тогда со временем может получиться из туманности Андромеды или из нашей собственной Галактики? Но в природе всегда множество схожих объектов развивается определенными схожими путями. Какими же?

Большинство из нас знает астроно-мические объекты, заключенные внут-ри весьма ограниченного объема про-странства — звезды, планеты и их спут-ники, кометы, астероиды... Но Абдулла Арипов в стихотворении "Безбреж-ность" верно отметил:

Доказано, что нет пределов у Вселенной:

Над небом наших звезд —

Миры других небес.

Ни мыслью, ни мечтой,

Пусть самой дерзновенной,

Не в силах мы объять

Величье всех чудес.

О звездной природе галактик узнали после того, как К. Лундмарк наблюдал звезды на окраинах туманности М 33 в созвездии Треугольника. Через пять лет Э. Хаббл сделал то же и для туманности в Андромеде М 31. В настоящее время самый крупный телескоп способен за-фиксировать сотни миллиардов галаклактики делятся на два больших клас-са. У одних спирали выходят прямо из ядра, а у других — из перемычки, сое-диняющей спирали с ядром.

Ученые любят все выражать в про-центах, и во многих случаях это бывает оправдано, ведь за цифрами всегда кро-ется какая-нибудь особенность. Поло-вина галактик имеют спирали, а чет-верть из них видна на фотографиях в виде светлых пятен эллиптической формы. Бесформенных галактик всего 5 %. Пятая часть относится к линзо-образным, поскольку это — и не эл-липтические, и не спиральные галак-тики.

Цифры всегда скучны сами по себе, если не участвуют в описании какого-нибудь сюжета, который оказывается иногда весьма занимательным. Дейст-вительно, почему галактики отличают-ся друг от друга? Не становятся ли сферические галактики со временем спиральными, которые затем теряют свой узор и превращаются в неправиль-ные? Красоту схемы Хаббла признали все. Пользоваться ею стали на всех об-серваториях, поскольку, как казалось вначале, она вроде бы описывала прос-тую схему возникновения и жизни га-лактик.

Вообразите гигантское облако газа, из которого со временем образуется га-лактика с сотней миллиардов звезд. Гравитация будет сжимать облако, а вращение приведет к сплющиванию. Вот и получается, что если галактика вначале имела сферическую форму, то со временем она становилась все более сжатой. А как же появились спирали? Вспомните катание на карусели — кру-ге, вращающемся вокруг оси, проходя-щей через его центр. Удержаться на нем становится все труднее по мере уве-личения скорости его вращения. Так и вещество галактики — оно будет отры-ваться от экваториальной плоскости, и удаляясь от оси вращения, закручи-ваться в виде спиралей.

Такая теория объясняла существо-вание всех типов галактик…

…Расстояния до галактик невозможно определить методом параллаксов, так как они слишком далеки. Для этого ис-пользуют наблюдения цефеид, Новых и Сверхновых звезд, шаровых скопле-ний, облаков ионизированного водоро-да и др. В 1912 году В. Слайфер открыл красное смещение в спектрах галак-тик, которое в сравнении с расстоянием до них и позволило Э. Хабблу установить связь между ними.

Вид галактики связан с ее характе-ристиками: более яркие галактики яв-ляются и более массивными. Масса га-лактики определяется по кривой ско-ростей, то есть, зависимости скорости вращения от расстояния до центра га-лактики.

Кривые вращения показывают так-же, что в галактиках, возможно, есть значительное количество вещества, ко-торое не проявляет себя в излучении — так называемая "скрытая масса".

Массы же галактик могут быть весь-ма велики — до нескольких сотен мил-лиардов масс Солнца, причем, наиболее массивными оказываются эллиптичес-кие галактики.

Многие галактики входят в скопле-ния. Наша галактика входит в Мест-ную группу, насчитывающую свыше трех десятков галактик, в число кото-рых входит М 31, одна из самых мас-сивных в Метагалактике, а также око-ло двух десятков карликовых галактик и знаменитые Магеллановы облака — Большое и Малое — спутники Галакти-ки. Центр ближайшего сверхскопления галактик находится в созвездии Девы на расстоянии около 65 млн. световых лет. Оно содержит около 200 галактик высокой и средней светимости, в том числе и ярчайшую из них — "Сомбре-ро". Ученые считают, что наша Мес-тная система галактик входит в это сверхскопление.

Многие галактики являются источ-никами радиоизлучения. Среди них выделяются галактики умеренной мощности (N-галактики и сейфертовские галактики). Многие галактики ак-тивно излучают избыточное количество коротковолнового излучения. Считает-ся,чтоегоисточникамиявляются электроны, движущиеся в магнитных полях галактик.

Наиболее замечательными и наибо-лее удаленными от нас галактиками яв-ляются квазары — источники необы-чайно высокого излучения, природа ко-торого до сих пор не разгадана. Астро-номы уверены, что в центре квазаров расположена сверхмассивная черная дыра, взаимодействие которой с вещес-твом Галактики и является причиной мощного излучения.

Мы еще не раз вернемся к теме изу-чения галактик, поскольку она дейс-твительно неисчерпаема, и вопросов здесь гораздо больше, чем ответов.

Космический танец царства Галактик

Детальное исследование Вселенной показало, в каком фантастическом космическом балете участвует Зем-ля. Сначала она со скоростью 30 км/с увлекает нас за собой в ежегодное путешествие по орбите вокруг Солнца диамет-ром 17 световых минут (рис. А). Солнечная система совер-шает "кругосветное путешествие" вокруг центра Млечного Пути со скоростью 230 км/с (рис. В).

Млечный Путь диаметром 100 тысяч световых лет летит со скоростью 90 км/с к своей соседке Андромеде, при этом они являются частью Местной группы, которая простира-ется на миллионы световых лет (рис. С). В свою очередь, Местная группа галактик движется со скоростью, пример-но, 600 км/с, притягиваемая сверхскоплениями в созвез-диях Девы, Гидры и Центавра, ближайшее из которых от-стоит от нас на расстоянии более 65 млн. световых лет (рис. D). Упомянутые ближайшие сверхскопления находятся в гра-витационном взаимодействии с другими галактическими агломерациями.

Совокупности сверхскоплений образуют гигантские це-почки, протяженностью в сотни миллионов и миллиарды световых лет. Самое интересное то, что видимая нашим глазом материя (звезды и галактики) играет весьма незна-чительную роль в этом "Вселенском спектакле". В значи-тельно большей степени эти гигантские пространственные структуры формирует: а) — гравитационное поле невиди-мой "скрытой массы" или "темной материи", излучение которой не фиксируется нашими приборами, а также б) — антигравитационное воздействие "темной энергии", спо-собствующее расширению Метагалактики.

В глубинах Малого Магеланового облака

Несомненным украшением южного звездного неба на-шей планеты является Малое Магелланово облако (ММО) — спутник Млечного Пути. Оно находится от нас на расстоянии 210 000 световых лет в направлении созвездия Тукана. Объектом исследований космического телескопа им. Хаббла стала область звездообразования в ММО, получив-шая название NGC 346. Эта область, запечатленная на сним-ке, приведенном на следующей странице, имеет в поперечни-ке около 200 световых лет. При детальном исследовании уче-ные обнаружили здесь множество звездных эмбрионов, за-рождающихся в коллапсирующих газово-пылевых облаках. В этих зародышах еще не начались ядерные реакции. Наи-меньшие из них имеют массу, равную половине массы наше-го Солнца. Их общее количество равно, примерно, 2500. По оценкам астрономов, общее количество звезд в NGC 346 со-ставляет 70 000. Там обнаружено несколько возрастных групп звезд. Наиболее старые имеют возраст 4500 млрд. лет (ровесники нашего Солнца), а самые молодые образовались всего 5 млн. лет назад, когда человек на Земле осваивал прямохождение.

Галактики, не имеющие выраженной структуры, подоб-ные ММО, считаются строительными блоками, из которых на ранних стадиях развития Вселенной формировались большие галактики. Этот спутник Млечного Пути является "лаборато-рией" для исследования процессов рождения звезд. ММО об-разовалось значительно позже нашей Галактики, о чем гово-рит меньшее содержание тяжелых элементов в его звездах.

P . S . Протяжность временного потока

Наши предки думали, что Земля - это и есть весь Мир, а Солнце и Луна крутятся вокруг планеты. С развитием науки эти границы расширялись, сначала до пределов Солнечной системы, затем до Галактики Млечный Путь. Сегодня перед учеными стоят более сложные вопросы: где проходит граница Вселенной и сколько существует Галактик?

То, что “туманности”, которые видели астрономы в ночном небе – это другие галактики, не имеющие никакого отношения к нашей родной, ученые поняли лишь в 20-е годы прошлого века.

Важнейшую роль в этом открытии сыграл один из основоположников современной астрономии американец Эдвин Хаббл, в честь которого и был назван главный космический телескоп NASA Hubble.

Стоит также отметить, что вплоть до начала XXI века галактиками было принято считать скопления с числом звёзд в диапазоне от нескольких миллионов до десятков и даже сотен триллионов. Последних относят к категории “галактик-супергигантов”, но, помимо них, в космосе имеются и куда более крупные структуры! В частности, учёными выявлены многочисленные “галактические скопления” – группы гравитационно связанных друг с другом сотен галактик, “сверхскопления” – галактические суперкластеры, объединяющие “обычные” скопления, и, наконец, “мега-монстры” – галактические нити (другое их название – “великие стены”), простирающиеся в космическом пространстве на сотни миллионов и даже несколько миллиардов световых лет комплексные структуры, в состав которых входят сотни галактических кластеров и суперкластеров, а также разделяющих их пустот.

Более того, относительно недавно астрономы стали находить и куда более мелкие галактические сообщества, например, в 2003 году были обнаружены микрогруппы (так называемые "ультракомпактные карликовые галактики"), объединяющие всего лишь несколько сотен звёзд. Таким образом, в настоящее время наблюдается сильная разноголосица мнений как в вопросе определения чётких физических границ между галактиками и "галактическими скоплениями", так и относительно того, можно ли количественно ограничить минимально допустимое число звёздных систем, входящих в состав отдельно взятой галактики.

Не так всё просто и с научной классификацией основных типов и видов галактик, точнее, их форм и пространственных очертаний.

Первую серьёзную попытку рассортировать галактики предпринял всё тот же Эдвин Хаббл, составивший в 20-30-е годы прошлого века специальную диаграмму, получившую затем название "камертон Хаббла". Все галактики он поделил на четыре основных типа – эллиптические (с вытянутой сферической формой), спиральные (дисковидные галактики, похожие на плоские блины и обладающие несколькими отростками-завихрениями – наш Млечный Путь относится именно к этой категории), линзовидные (схожие по форме со спиральными, но без рукавов-отростков) и "неправильные" , то есть, не поддающиеся чёткой визуальной классификации. Сам Хаббл полагал, что все эти типы плавно перетекают друг в друга со временем, причём, самыми древними являются эллиптические, а прочие образовались позднее вследствие пространственных мутаций. Соответственно, его схема выглядела как вилка-камертон с двумя зубцами: на его ножке-основании были эллиптические галактики, а на зубцах-продолжениях – линзовидные и спиральные, тогда как "неправильные" были вообще обозначены отдельно.

Эта его исходная версия впоследствии подверглась серьёзной коррекции и была дополнена множеством промежуточных и переходных типов. Более того, учёные в настоящее время полагают, что никакой эволюционной логики в развитии различных форм галактик, по всей видимости, вообще не было. Так, на ранних этапах расширения Вселенной могли образовываться как эллиптические, так и спиральные/линзовидные галактики, а, согласно одной из популярных гипотез, большинство самых древних галактик и вовсе обладали неправильными очертаниями.

Стоит отметить, что много новой информации о разных формах и возрастах разбросанных по Вселенной галактик было получено совсем недавно – в 90-е годы прошлого и в начале нынешнего века, и большая заслуга в этом принадлежит космическому телескопу Hubble, запущенному на околоземную орбиту в 1990 году. За 20 с лишним лет Hubble сделал огромное количество снимков отдалённых звёздных скоплений и выявил в ряде регионов Вселенной тысячи неизвестных ранее галактик.

В последней по времени исследовательской программе Frontier Fields с помощью телескопа Hubble изучаются наиболее древние участки звёздного неба. И в конце 2015 год после анализа очередной серии снимков Hubble и другого космического телескопа Spitzer, американскими астрономами была идентифицирована самая древняя на сегодня галактика, которая, по-видимому, образовалась спустя всего 400 миллионов лет после Большого Взрыва.

Как рождаются галактики?

Несмотря на огромный прогресс, достигнутый галактической астрономией во второй половине ХХ и в начале XXI веков, пока остаётся нерешённым целый ряд фундаментальных проблем, относящихся прежде всего к физическим механизмам образования и последующего развития этих крупномасштабных космических структур.

Согласно современным расчётам, предполагаемый возраст Вселенной, то есть, время, прошедшее с момента Большого Взрыва, составляет порядка 13 млрд 800 млн лет. В настоящее время учёные полагают, что первые галактики во Вселенной стали формироваться через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва. Причём ещё совсем недавно считалось, что этот процесс был запущен позднее, – примерно спустя миллиард лет с момента "начала времён".

Благодаря быстрому совершенствованию научной аппаратуры в эпоху ИКТ-революции астрономам удалось отмотать ленту истории Вселенной далеко назад, однако даже самые мощные на сегодня телескопы пока не в состоянии разглядеть свет от очень тусклых космических объектов, образовавшихся на самых ранних этапах её эволюции.

Поэтому учёным-теоретикам приходится по большей части заниматься построением различных гипотез и математических моделей, объясняющих специфику галактогенеза. В принципе, современные компьютерные технологии уже позволяют детально просчитывать различные физические сценарии этого процесса, но для того, чтобы получить правильную картинку, сначала необходимо, как минимум, разобраться с тем, что из себя представляет пресловутая тёмная материя. Тёмная материя, по-видимому, является ключевой участницей галактогенеза, и без чёткого понимания её роли в этом процессе учёным едва ли удастся разработать по-настоящему эффективные и работающие компьютерные модели. Ещё один непонятный элемент этой головоломки – чёрные дыры, а точнее степень их участия в рождении и дальнейшем росте галактик. По предположениям учёных, эти колоссальные сгустки материи скрываются в центральных зонах большинства галактик.

Пока же наиболее популярной среди теоретиков считается гипотеза, согласно которой в результате сверхбыстрого расширения молодой Вселенной в ней в большом количестве накапливались разнородные сгустки (комки) материи, которые постепенно под действием взаимной гравитации объединялись друг с другом во всё более массивные структуры (сначала – в отдельные звёзды, а затем – в звёздные скопления-зародыши будущих галактик). Особое внимание в схеме галактогенеза уделяется и возможным сценариям участия в этом процессе тёмной материи, которая, скорее всего, выступала в качестве основного цементрирующего материала, гравитационно удерживающего новообразования, возникавшие в различных регионах Вселенной.

Съемки в прямом эфире

Одним из важнейших научных направлений является исследование процессов слияния и объединения друг с другом зрелых галактик, наблюдаемых нашими приборами "в реальном времени" (разумеется, с поправкой на тот очевидный факт, что приборы наблюдения, фиксируя сигналы, приходящие к нам на Землю, видят эти объекты такими, какими они были в очень далёком прошлом).

На протяжении нескольких миллиардов лет после Большого Взрыва сформировавшиеся галактики различных форм и видов регулярно наращивали свою массу и объём, по большей части засасывая из окружающего космического пространства газ и пылевые частицы. Однако постепенно этот "ничейный материал" во Вселенной стал дефицитным и средние темпы увеличения массы звёздного вещества в зрелых галактиках резко упали. Поэтому главным ресурсом пополнения запасов вещества галактик на поздних этапах эволюции оказались ближайшие к ним звёздные скопления меньшего размера.

Карликовая эллиптическая галактика в созвездии Стрельца – одна из двух неудачливых соседок Млечного Пути, которую наша галактика постепенно вбирает в себя, кормясь поставляемым извне новым сырьём. Вторая известная науке её жертва – ещё одна мини-галактика в созвездии Большого Пса, которую Млечный Путь уже почти полностью переварил: согласно данным астрономических наблюдений, от неё к настоящему времени остались лишь "рожки да ножки" (звёзды, сохранившиеся в её бывшей центральной зоне-ядре). В более же древние времена, по оценкам учёных, Млечный Путь успел успешно полакомиться как минимум восемью другими мелкими галактиками. Однако, в отдалённом будущем, примерно через 4 миллиарда лет, нашей галактике предстоит весьма нелицеприятная встреча с ещё более крупным, чем она, соседом, – галактикой Андромеды. По расчётам теоретиков, по прошествии ещё двух миллиардов лет после этого сближения Млечный путь и Андромеда должны слиться в одну большую эллиптичесую галактику.

В обозримой части Вселенной в 10-20 раз больше галактик, чем считалось ранее

• Научно-популярное ,
• Астрономия

Снимок, сделанный телескопом Хаббл (Источник: NASA/ESA)

Телескоп Хаббл помог астрономам сделать интереснейшее открытие, которое может оказать влияние на все будущее астрономической науки. Как оказалось, в обозримой части Вселенной в 10-20 раз больше галактик, чем считали раньше ученые. Такой вывод был сделан после анализа большого количества фотографий глубокого космоса, отправленных на Землю телескопом Хаббл. В ходе работы ученые изучали и другие снимки, сделанные астрономами в обсерваториях на Земле.

Вывод о том, что во Вселенной больше галактик, чем люди считали до сих пор, сделали ученые из Ноттингемского Университета во главе с Кристофером Конселисом (Christopher Conselice). Большинство таких галактик (примерно 90%) относительно небольшие и тусклые, так что заметить их не так и просто. По словам ученых, такие галактики похожи на спутники Млечного Пути. «Мы пропустили подавляющее большинство галактик, поскольку они слишком тусклы и находятся очень далеко», - говорит профессор Конселис.

«Реальное число галактик во Вселенной - один из фундаментальных вопросов в астрономии, и то, что более 90% галактик еще не изучены - пугает. Кто знает, какие интересные свойства этих объектов мы обнаружим, когда начнем изучать галактики при помощи телескопов нового поколения?», - спрашивает ученый.

Орбитальный телескоп Хаббл помогает специалистам изучить видимую часть Вселенной. Он работает уже около 20 лет, и за все это время ученые Земли получили огромное количество важнейшей информации, включая данные о числе галактик во Вселенной. Ранее считалось, что в обозримой части Вселенной насчитывается 100-200 миллиардов галактик. Но, похоже, это число можно смело умножать на 10 или даже 20.

Считать галактики во Вселенной - непростая задача. Во-первых, как уже указывалось выше, мы не видим большую часть таких объектов из-за их тусклости и небольшого размера. Проблема, собственно, не в галактиках, а в том, что оборудование, используемое человеком для наблюдения за ними, несовершенно. Во-вторых, пока что мы в состоянии изучить лишь малую толику пространства, которое доступно для наблюдения. Изображения Hubble Deep Field - это всего лишь миллионная часть того, что человек мог бы наблюдать. Вот анимация , которая показывает, насколько кршечна область пространства, за которой наблюдает Хаббл.

Свои выводы ученые из Ноттингемского университета сделали после работы по анализу снимков Хаббла продолжительностью в 15 лет. Начало работы было положено аспирантом Аароном Вилкинсоном, который получил крупный грант на проект по подсчету галактик. Данные, которое он получил, послужили основой для гораздо более масштабного исследования, проведенного профессором Конселисом вместе с коллегами из Эдинбургского и Лейденского университетов. Они использовали данные Вилкинсона, снимки, сделанные Хабблом, а также изображения из других обсерваторий со всего мира. Математический анализ показал, что плотность «населения» Вселенной выше, чем считалось.

«Мы знаем, что с момента своего появления галактики развивались, сливались с другими объектами, увеличивались в размере. То, что в прошлом галактик было больше, указывает на очень активный эволюционный процесс, который привел к слиянию многих систем», - говорится в заявлении ученых. Этим эволюционным процессом является слияние галактик меньшего размера в более крупные объекты. Новые данные помогут ученым сформировать более точную чем когда-либо модель эволюции Вселенной.

Ученые, рассказывая о большом количестве галактик во Вселенной, вспомнили о парадоксе Ольберса . Это один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами (как тогда считалось), яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. В теории в космологической модели Большого Взрыва этот парадокс полностью разрешается посредством учёта конечности скорости света и конечности возраста Вселенной.

Почему наше небо ночью темное, а не светится? Примерно такую картину мы бы могли наблюдать, если бы Вселенная была статичной (

Наша Галактика – лишь одна из многих, а сколько их всего, не знает никто. Уже открыты более миллиарда . В каждой из них – многие миллионы звезд. Наиболее далекие из уже известных находятся в сотнях миллионов световых лет от землян, следовательно, изучая их, мы вглядываемся в самое отдаленное прошлое . Все галактики удаляются от нас и друг от друга, похоже, что Вселенная все еще расширяется и что ученые не зря пришли к выводу о большом взрыве как ее первоначале.

В науке слово «Вселенная» имеет особый смысл. Под ним понимается наибольший объем пространства вместе со всей материей и излучением, заключенными в нем, который может каким бы то ни было образом воздействовать на нас. Ученые Земли могут наблюдать только одну Вселенную, но никто не отрицает существование и других, только потому, что наши (далеко еще не совершенные) приборы не могут их установить.

Солнце – одна из миллиардов звезд. Есть звезды гораздо больше Солнца (гиганты), есть и меньше него (карлики), Солнце ближе по своим свойствам к карликовым звездам, чем к гигантам. Есть звезды горячие (они имеют бело-голубоватый цвет и температуру свыше 10000 градусов на поверхности, а некоторые до ста тысяч градусов), есть холодные звезды (они красные, температура поверхности около 3 тысяч градусов). Звезды находятся очень далеко от нас, до ближайшей звезды лететь со скоростью света (300000 км/с) целых 4 года, тогда как до Солнца можно долететь с такой скоростью за 8 минут.

Некоторые звезды образуют пары, тройки (двойные, тройные звезды) и группы (рассеянные звездные скопления). Существуют и шаровые звездные скопления, они содержат десятки и сотни звезд и имеют форму шара, с концентрацией звезд к центру. В рассеянных скоплениях собраны молодые звезды, а шаровые скопления очень древние, в них звезды старые. Возле некоторых звезд существуют планеты. Есть ли на них жизнь, а тем более цивилизации, пока не установлено. Но они вполне могут существовать.

Звезды образуют гигантские системы – Галактики. Галактика имеет центр (ядро), плоские спиральные рукава, в которых сосредоточено большинство звезд, и периферию, объемное облако из редких звезд. Звезды движутся в пространстве, они рождаются, живут и умирают. Такие звезды, как Солнце, живут примерно 10-15 миллиардов лет, и Солнце – звезда среднего возраста. Так что ему светить еще очень долго. Массивные и горячие звезды «сгорают» быстрее, и могут взрываться как «сверхновые» звезды, оставляя после себя очень маленькие и сверхплотные образования – белые карлики, нейтронные звезды или «черные дыры», в которых плотность материи столь высока, что никакие частицы не могут преодолеть силы тяготения и вырваться оттуда. Кроме звезд, в Галактике содержатся облака космической пыли и газа, образующие туманности. Плоскость Галактики, где максимальное число звезд, газа и пыли, видна на небе как Млечный Путь.

Существует еще много миллионов Галактик, состоящих из огромного числа звезд. Например, Магеллановы облака, Туманность Андромеды – это другие Галактики. Находятся они на невообразимо больших расстояниях от нас.

На нашем небе звезды кажутся неподвижными, так как они очень далеко от нас, и их движение становится заметным только по прошествии десятков и сотен тысяч лет.

Полезная информация

Галактика – гравитационно-связанная система из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи. Все объекты в составе галактик участвуют в движении относительно общего центра масс. Слово «галактика» происходит от греческого названия нашей Галактики. Ядро – крайне малая область в центре галактики. Когда речь заходит о ядрах галактик, то чаще всего говорят об активных ядрах галактик , где процессы нельзя объяснить свойствами сконцентрированных в них звёзд. На снимках галактик видно, что действительно одиноких галактик немного. Порядка 95 % галактик образуют группы галактик. Если среднее значение расстояния между галактиками не более чем на порядок больше их диаметра, то существенными становятся приливные воздействия галактик. На эти воздействия каждый компонент галактики в разных условиях откликается по-разному. Млечный Путь, называемый также просто Галактикой , является большой спиральной галактикой с перемычкой, диаметром около 30 килопарсек и толщиной 1000 световых

Часть глубокого снимка космоса «Hubble Ultra Deep Field». Все, что вы видите - это галактики.

Совсем недавно, в 1920 годах, знаменитый астроном Эдвин Хаббл сумел доказать, что наш - это не единственная существующая галактика. Сегодня нам уже привычно, что космос заполнен тысячами и миллионами других галактик, на фоне которых наша выглядит совсем крохотной. Но сколько именно галактик во Вселенной находится рядом с нами? Сегодня мы найдем ответ на этот вопрос.

Звучит невероятно, но еще наши прадеды, даже самые ученые, считали наш Млечный Путь метагалактикой - объектом, покрывающим собой всю Вселенную. Их заблуждение вполне логично объяснялось несовершенством телескопов того времени - даже лучшие из них видели галактики как расплывчатые пятна, из-за чего они поголовно именовались туманностями. Считалось, что из них со временем формируются звезды и планеты, как сформировалась когда-то наша Солнечная система. Эту догадку подтвердило обнаружение первой планетарной туманности в 1796 году, в центре которой находилась звезда. Поэтому ученые считали, что все остальные туманные объекты на небе являются такими же облаками пыли и газа, звезды в которых еще не успели образоваться.

Первые шаги

Естественно, прогресс не стоял на месте. Уже в 1845 году Уильям Парсонс построил исполинский для тех времен телескоп «Левиафан», размер которого приближался к двум метрам. Желая доказать, что «туманности» на самом деле состоят из звезд, он серьезно приблизил астрономию к современному понятию галактики. Ему удалось впервые заметить спиралевидную форму отдельных галактик, а также обнаружить в них перепады светимости, соответствующие особенно крупным и ярким звездным скоплениям.

Однако споры продлились аж до XX века. Хотя в прогрессивном ученом обществе уже было принято считать, что существует множество других галактик кроме Млечного Пути, официальной академической астрономии нужны были неопровержимые доказательства этого. Поэтому взоры телескопов со всего мира на ближайшую к нам большую галактику, раньше тоже принятой за туманность - галактику Андромеды.

В 1888 году Исааком Робертсом была сделана первая фотография Андромеды, а на протяжении 1900–1910 годов были получены дополнительные снимки. На них видны и яркое галактическое ядро, и даже отдельные скопления звезд. Но низкое разрешение снимков допускало погрешности. То, что было принято за звездные кластеры, могло быть и туманностями, и попросту несколькими звездами, «слипшимися» в одну во время выдержки снимка. Но окончательно решения вопроса было не за горами.

Современная картина

В 1924 году, пользуясь телескопом-рекордсменом начала столетия, Эдвину Хабблу удалось более-менее точно оценить расстояние к галактике Андромеды. Оно оказалось настолько огромным, что полностью исключало принадлежность объекта к Млечному Пути (притом, что оценка Хаббла была в три раза меньше современной). Еще астроном обнаружил в «туманности» множество звезд, что явно подтверждало галактическую природу Андромеды. В 1925 году, вопреки критике коллег, Хаббл представил результаты своей работы на конференции Американского астрономического сообщества.

Это выступление дало начало новому периоду в истории астрономии - ученые «переоткрывали» туманности, присваивая им звания галактик, и открывали новые. В этом им помогли наработки самого Хаббла - например, открытие . Число известных галактик росло с постройкой новых телескопов и запуском новых - например, начала широкого применения радиотелескопов после Второй Мировой.

Однако вплоть до 90-х годов XX века человечество оставалось в неведении о настоящем количестве окружающих нас галактик. Атмосфера Земли препятствует даже самым большим телескопам получить точную картину - газовые оболочки искажают изображение и поглощают свет звезд, закрывая от нас горизонты Вселенной. Но ученые сумели обойти эти ограничения, запустив космический , названный в честь уже знакомого вам астронома.

Благодаря этому телескопу люди впервые увидели яркие диски тех галактик, которые раньше казались мелкими туманностями. А там, где небо раньше казалось пустым, обнаружились миллиарды новых - и это не преувеличение. Однако дальнейшие исследования показали: даже тысячи миллиардов звезд, видимых «Хабблу» - это минимум десятая часть от их настоящего количества.

Финальный подсчет

И все же, сколько именно галактик существует во Вселенной? Сразу предупрежу, что считать придется нам вместе - такие вопросы обычно мало интересуют астрономов, так как лишены научной ценности. Да, они каталогизируют и отслеживают галактики - но лишь для более глобальных целей вроде изучения Вселенной.

Однако найти точное число никто не берется. Во-первых, наш мир бесконечен, из-за чего ведение полного списка галактик проблематично и лишено практического смысла. Во-вторых, чтобы сосчитать даже те галактики, что находятся в пределах видимой Вселенной, астроному не хватит всей жизни. Даже если он проживет 80 лет, считать галактики начнет с рождения, а на обнаружение и регистрацию каждой галактики будет тратить не больше секунды, астроном найдет лишь более 2 миллиардов объектов - куда меньше, чем существует галактик на самом деле.

Для определения примерного числа возьмем какое-то из высокоточных изучений космоса - например, «Ultra Deep Field» телескопа «Хаббл» от 2004 года. На участке, равному 1/13000000 всей площади неба, телескоп сумел обнаружить 10 тысяч галактик. Учитывая то, что другие глубокие исследования того времени показывали схожую картину, мы можем усреднить результат. Следовательно, в пределах чувствительности «Хаббла» мы видим 130 миллиардов галактик со всей Вселенной.

Однако это еще не все. После «Ultra Deep Field» было сделано множество других снимков, которые добавляли новые детали. Причем не только в видимом спектре света, которым оперирует «Хаббл», но и в инфракрасном и рентгеновском. Состоянием на 2014 год, в радиусе 14 миллиардов нам доступно 7 триллионов 375 миллиардов галактик.

Но это, опять-таки, минимальная оценка. Астрономы считают, что скопления пыли в межгалактическом пространстве отбирают у нас 90% наблюдаемых объектов - 7 триллионов легко превращается в 73 триллиона. Но и эта цифра устремится еще дальше к бесконечности, когда на орбиту Солнца выйдет телескоп . Этот аппарат за минуты достигнет туда, куда «Хаббл» пробирался днями, и проникнет еще дальше в глубины Вселенной.