10 занимательных фактов о галактике андромеды

Маленькая галактика, большая чёрная дыра

Британские астрономы отследили происхождение ещё одной сверхскоростной звезды, которая, как выяснилось, происходит из центра Большого Магелланова Облака, крупнейшей галактики-спутника Млечного Пути. А это может означать только одно: то, что звезда получила ускорение благодаря эффекту пращи, пройдя мимо массивной чёрной дыры в центре Большого Магелланова Облака. В центрах полноразмерных галактик почти всегда таятся огромные чёрные дыры, происхождение которых остаётся загадкой. Их наличие в некоторых мелких галактиках проясняет загадку.

Звёзды, вращающиеся по часовой стрелке вокруг центра Большого Магелланова Облака, крупнейшей галактики-спутника Млечного Пути

Что означает слово «галактика»?

Слово «галактика» пришло к нам из греческого языка, от слова «галактикос», означающего «млечный». Оно обозначает гигантское звездное скопление, имеющее спиральную форму. К нему принадлежит наше Солнце. Его мы называем Млечный Путь.

Кстати, нашу галактику с Земли можно увидеть на небе в виде вытянутой полосы, усыпанной звездами. Но на самом деле она имеет форму диска с несколькими закрученными спиральными рукавами.

На небе можно рассмотреть и другие галактики, но отличить их от звезд и разглядеть подробнее эти скопления звезд для человека доступно только с помощью мощных телескопов.

В древности Млечный Путь считался нашими предками священным: хотя у каждого народа о нем имелись свои легенды и мифы, тем не менее, практически все признавали его исключительную важность в картине мироздания. Состав галактики

Состав галактики

Сегодня немногие знают, что новогодняя елка – это отображение в нашей действительности Мирового Древа. Его стволом, по представлениям предков, являлся Млечный Путь.

Виды и классификация

Галактика не имеет чётких границ, поэтому точно понять, где они заканчиваются, и начинается межгалактическое пространство невозможно. В самой космической системе имеются планеты, туманности, звёзды, звёздные скопления. Но они есть и вокруг систем. Учёные различают следующие формы космических систем:

1. Эллиптическая.
   Эллиптический звёздный остров относятся к первому классу. Его особенностью является отсутствие рукавов, диска, центрального ядра. По большому счёту он является балджем огромного размера, состоящим из галактической сферы неправильной (вытянутой) или идеально круглой, шарообразной формы. Звёздный состав эллиптических систем включает старых красных гигантов или красных, жёлтых карликов. Массивных, активных светил в них нет или они крайне редки. В список галактик эллипсоидной формы входит М87, расположенная на расстоянии в 53,5 млн световых лет от Земли.
2. Линзовидная.
   Является промежуточным звеном между спиральными и эллиптическими звёздными островами. У астрономов существует версия, что линзовидная галактика образовалась из спиральной, у которой слились рукава, а потенциал звездообразования закончился. У неё имеется массивное ядро, распластанные газовый и звёздный диски. Внешне напоминает двояковыпуклую линзу из-за контраста плоских дисков и объёмного, выступающего балджа. Состоит из старых звёзд, чёрных дыр, маленьких зрелых светил остатков сверхновых звёзд, галактической пыли. Одна из подобных космических систем под названием Веретено располагается от Земли на расстоянии в 45 млн световых лет.
3. С перемычкой.
   Система округлой формы, которую посередине пересекает яркая перемычка, состоящая из звёзд и межзвёздного газа. Рукава идут от краёв этой перемычки (бара). Галактика с перемычкой очень схожа со спиральной. Основное их отличие в том, что спирали начинаются от бара, а не от ядра. Примером является NGC 1300, расположенная в 60 млн световых лет от нашей планеты.
4. Спиральная.
   В классическом варианте спиральная галактика – это активно вращающийся звёздный остров в виде эллипса, в котором от балджа отходят рукава в виде закрученных спиралей. У большинства таких космических объектов есть перемычки. В рукавах активно образуются молодые звёзды из-за большого содержания там свободной видимой материи. Список галактик в виде спирали обширен. Такие системы составляют 55% от всего количества звёздных островов во Вселенной.
   Интересным фактом является то, что у них немного рукавов. Спираль закручивается не очень туго, звёзды свободно перемещаются из одной её части в другую. Почему рукава не закручиваются больше ещё не известно. Одной из версий является то, что спираль закручивается под влиянием волн плотности, сжимающие пылевые и газовые облака, попадающие в галактические рукава. В результате активируется образование звёзд, в основном массивных и ярких, жизненный срок которых составляет несколько миллионов лет. При этом они находятся практически всегда в фиксированном положении, что обеспечивает стабильность спиралей.
   Но эта гипотеза так и остаётся предположением без доказательств, потому что длительное изучение развития галактических систем невозможно из-за их сложной структуры. Самая известная галактика, относящаяся к этому типу – Млечный Путь.
5. Неправильная.
   Очень редкая разновидность звёздных островков. Состоит из газа, пыли, звёздных скоплений, но в них отсутствуют основные структурные элементы, такие как балдж, рукава. По структуре и внешнему виду неправильная галактика похожа на рваные облака. Такой формой она часто обязана воздействию гравитационных полей. Но иногда приобретает рваный вид сама по себе.
   Интересными, с точки зрения, астрономии является карликовая неправильная галактика. Она наполнена газом – необходимым элементом для образования новых звёзд. В ней мало металлов и они очень компактные по размеру. Всё это в совокупности создаёт оптимальные условия для зарождения ярких, огромных звёзд, которые очень быстро гаснут. К неправильной системе относится NGC 4449, располагающаяся 12 млн световых лет от Земли.

Бар (перемычка) проходит от внутренних концов спиральных ветвей (голубые) к центру галактики. NGC 1300.

Планета Земля входит в Млечный Путь, это спиральная галактика с перемычкой. Включает более 150 млрд звёзд, световой луч с одной стороны Млечного Пути до другого проходит за сотню тысяч лет. Солнечная система располагается на краю нашей галактики. Расстояние от Солнца до ядра Млечного Пути составляет 30 000 световых лет.

Квадранты

В звёздной картографии под квадрантом подразумевается обширное пространство космоса в рамках галактики. Границы квадрантов определяются осями, проходящими через центр галактики и пересекающимися перпендикулярно друг относительно друга. Таким образом, галактика Млечный путь состоит из четырёх приблизительно равных квадрантов, которые называются Альфа, Бета, Гамма и Дельта-квадрантами. Звёздный Флот Федерации и его ближайшие соседи Клингонская и Ромуланская империи располагаются в Альфа и Бета-квадрантах. Коллектив боргов находится в Дельта-квадранте. Доминион — в Гамма-квадранте.

Альфа-квадрант

Альфа-квадрант — это собирательное название одной четвёртой галактики Млечный Путь. Его границы определены меридианом, проходящим через галактическое ядро вблизи Солнечной системы и вторым меридианом, перпендикулярным первому. В квадрант входят Рукав Ориона, Рукав Персея и Рукав Стрельца.

Межзвёздная политика в Альфа-квадранте в XXIV веке в основном определялась Звёздном Флоте Федерации совместно с другими силами региона, включавшими Клингонскую и Ромуланскую империи, Кардассианский союз, Тзенкети, Таларианскую республику и Альянс ференгов, которые взаимодействовали между собой в основном мирно. Члены Толианского сообщества , Конфедерации бринов и Зинди держались достаточно обособленно от остальных обитателей Альфа-квадранта.

Стоит отметить, что к этому времени достаточно изучено только 25 процентов Альфа-квадранта, но и они содержат примеры потрясающей красоты и научного чуда, как, например, Звёздное скопление Арголис, Туманность Арахнид и Пустоши.

Одним из самых интересных астрономических объектов является Баджорская червоточина, соединяющая Баджорский сектор в Альфа-квадранте с системой Идран, расположенной в отдалённой части Гамма-квадранта, неподалёку от пространства Доминиона. Использование этой червоточины обитателями Альфа-квадранта для исследований и торговли вызвало усиление враждебности со стороны Доминиона, что вылилось в Доминионскую войну.

Бета-квадрант

Бета-квадрант — это собирательное название одной четвёртой галактики Млечный Путь. Один из квадрантов нашей Галактики, расположенный в направлении созвездия Киля перпендикулярно α Квадранту. В Бета-Квадранте располагаются владения Клингонской звёздной империи, а также Ромуланской звёздной империи, некоторая часть Квадранта принадлежит и Федерации. Федерации плохо известна картография Бета-Квадранта — в основном по причине перекрывания дальнейшего доступа к остальной части Квадранта Клингонской и Ромуланской империями: известно, что в 2566 году клингоны присоединились к Федерации — вероятно, тогда началось более активное освоение Квадранта, потому как барьеров больше не стало. В 2293 году крейсер типа «Эксельсиор» под командованием капитана Салу закончил трёхлетний исследовательский рейс в Бета-Квадранте, который включал каталогизирование газообразных аномалий Квадранта. 70 лет спустя «Олимп» под командованием Лайзы Кузак семь лет исследовал Бета-Квадрант. С большой долей вероятности можно предположить, что большинство миссий NX-01 имели место в Бета-Квадранте и лишь часть — в α Квадранте.

Гамма-квадрант

Гамма-квадрант — это собирательное название одной четвёртой галактики Млечный Путь. Его границы определённы меридианом, проходящим через галактическое ядро вблизи Солнечной системы и вторым меридианом, перпендикулярным первому. Ближайшая к Земле граница Гамма-квадранта расположена примерно в 30 000 световых годах от неё. Стабильная Баджорская червоточина соединяет Баджорский сектор в Альфа-квадранте с системой Идран, расположенной в Гамма-квадранте.

Дельта-квадрант

Дельта-квадрант — это собирательное название одной четвёртой галактики Млечный Путь. Его границы определены меридианом, проходящим через галактическое ядро вблизи Солнечной системы, и вторым меридианом, перпендикулярным первому. Ближайшая точка до Земли расположена примерно в 30 000 световых годах от Земли. В квадрант входит часть Рукава Центавра, а также шаровые звёздные скопления M14 (NGC 6402) и M80 (NGC 6093).

Впервые люди были заселены в Дельта-квадрант расой под названием бриори примерно в 1937 году для использования в качестве рабов. Но рабы восстали, а их потомки основали новую цивилизацию на планете L-класса. Впервые люди самостоятельно посетили этот сектор космоса в звёздную дату 32629.4, когда звездолёту «Рэйвен» удалось проследовать за кораблём боргов через трансварповый канал. Первая миссия Звёздного флота в Дельта-квадранте совпала с инспекцией Барзанской червоточины в 2366 году.

Странная нить

Некоторые явления порой ставят астрономов в тупик.

Недавно астрономические обсерватории нескольких стран обратили взор своих телескопов на один и тот же объект – черную дыру в центре нашей галактики. Благодаря этому ученые получили наиболее детализированное на данный момент изображение Стрельца А*.

Иногда радиотелескопы захватывают изображение неких нетермальных радионитей. Они не проявляются в оптическом спектре и при этом никто не знает, что это такое. Одна такая нить проявилась на изображении черной дыры Стрелец А*. Ее протяженность составляет около 2,3 светового года и, судя по всему, один из ее концов попадает в самый центр черной дыры.

Увиденное пока не поддается объяснению, но имеется несколько предположений на этот счет. Согласно одной из выдвинутых ранее теоретиками версий, радионити способны генерировать так называемое синхротронное излучение, возникающее при ускорении заряженных частиц под воздействием магнитного поля. Однако в таком случае непонятно — откуда в принципе берутся эти заряженные частицы? Кто их «зарядил»?

Согласно другому предположению, нити – это не что иное, как «разлом» в пространстве, так называемый топологический дефект, теоретически возникающий под действием изменяющегося состояния вакуума. Согласно некоторым мнениям, эти нити обладают аналогичным зарядом и массой с галактическими нитями, которые как паутина покрывают все пространство Вселенной.

Обсудить статью можно в нашем Telegram-чате.

Каковы прогнозы учёных

Есть мнение, что образовался Млечный путь как итог слияния галактик меньших размеров. И данное явление продолжается до сих пор, поскольку галактика Андромеды приближается к нам (огромный эллипс произойдёт спустя 3-4 млрд лет). Эти два объекта не пребывают в изоляции, а наоборот, имеют отношение к местной категории, которая выступает в качестве части Сверхскопления Девы. На этой гигантской по размерам площади находится 100 групп и скоплений.

Если хочется посмотреть на Млечный путь и увидеть его максимально чётко и точно, стоит выехать за пределы города, отыскать хорошее тёмное место, предполагающее доступ к открытому небу, а затем насладится этой интересной и уникальной коллекцией. Сделать это можно не только в реальном, но и в виртуальном режиме. Модель способствует ознакомлению с особенностями всех звёзд, заметных на небе, а также поиску этих тел в самостоятельном порядке. Увидеть все эти объекты можно через телескоп или на карте звёздного неба. Несмотря на относительную изученность, галактическая система вызывает интерес учёных до сих пор.

Структура Вселенной и ее размеры

На протяжении многих тысячелетий человечество считало, что Вселенная вечна и неизменна. Данная теория господствовала во всем в мире вплоть до начала ХХ столетия. Колоссальный переворот в науке о космическом пространстве произошел в 20-е годы прошлого века, благодаря таким ученым как Эйнштейн, Фридман и Хаббл. Именно они выдвинули предположения и доказали, что Вселенная – это целая система, которая живет своей жизнью и способна изменяться во времени, то есть расширяться или сжиматься.

В структуре Вселенной выделяют несколько уровней организации, каждый из которых отличается масштабом объектов:

Практически все космические тела в необъятной Вселенной формируют группы. Звезды группируются парами или входят в звездные скопления. В таких скоплениях могут содержаться десятки или даже сотни таких светил. Исключением считается Солнце, так как у него нет «двойника».

Двойная звезда Источник

Следующий уровень – галактики. Они бывают неправильной, линзовидной, спиральной и эллиптической формы. Вот только почему существует такая классификация, ученые еще не нашли ответ. В пределах одного галактического пространства есть черные дыры, межзвездный газ, темная материя, двойные звезды, пыль, электромагнитное излучение. Астрономы предполагают, что во Вселенной существуют сотни миллионов галактик.

Спиральная Галактика  

Небольшое скопление галактик формируют Местную группу. Данный уровень организации считается одной из самых крупных и устойчивых структур. Все объекты в системе скопления галактик удерживаются гравитационной силой и еще каким-то фактором. Что это за фактор ученые пока не знают, но уверенны, что одной лишь силы гравитации для поддержания стабильности недостаточно. Скопление, в которое входит Млечный путь, Треугольник и Андромеда, включает еще 31 галактическую систему.

Скопление галактик в Персее Источник

Сверхскопление галактик – в составе такой структуры десятки или даже сотни галактических систем или их скоплений. Гравитационные силы здесь уже не такие сильные, поэтому сверхскопления движутся вместе с расширяющейся Вселенной.

Сверхскопление Волопаса Источник

На последнем уровне во Вселенной находятся ячейки, или пузыри. Их границы образуют сверхскопления галактик. Между этими структурами расположены пустотные области, которые получили название войды. Изучение войд, как и самых отдаленных частей Вселенной, происходит с помощью современных телескопов, одним из которых является телескоп Хаббла. В течение длительного времени, астрономы наблюдают за процессами, происходящими в космосе, изучают скопления и расположение звезд, после чего делаются определенные расчеты, строятся модели Вселенной, звездные карты и т.д.

Войд Волопаса Источник

Все структуры Вселенной являются уникальными и таинственными. Человечество уже гораздо лучше понимает, как устроено космическое пространство. Но с каждым новым открытием у ученых появляются и новые вопросы, ответы на которое порой не так легко найти.

Изучая размеры Вселенной, астрономы могут говорить только о ее видимой части, которую научно называют Метагалактикой. Чем больше сведений и знаний ученые получают о ней, тем больше становятся ее границы, причем они расширяются абсолютно во всех направлениях. Это говорит о сферической форме Вселенной.

Принято считать, что возраст Вселенной составляет 13,8 млрд. лет. Именно столько времени прошло с момента Большого Взрыва. Однако это только предположения, полученные в результате многолетней работы специалистов. Они основаны на наблюдениях и расчетах, но утверждать со 100% уверенностью, что Взрыв действительно был, нельзя. На сегодняшний день теория Большого Взрыва является общепринятой, так как именно она объясняет многие процессы, происходящие в космическом пространстве.Учитывая скорость света, ученые предполагают, что размеры Вселенной составляют также 13,8 млрд. световых лет. Скорей всего эта цифра не совсем точная, так как с момента зарождения пространство Вселенной все время расширяется. Некоторая его часть движется со сверхсветовой скоростью, из-за чего многие объекты навсегда останутся вне зоны видимости человека. 

Математическая модель Вселенной Источник

Немного из истории изучения звёздных систем

Изучением космических объектов занимались ещё древние греки. Началось всё с Млечного Пути, который так отчётливо выделяется на фоне ночного неба, что его можно было увидеть невооружённым глазом. Сначала люди не могли объяснить это красивое явление с точки зрения науки, они ещё не знали, как выглядит галактика. Тогда древние греки, как мастера создания красивых мифов, придумали сказку про Млечный Путь. И, конечно, связали её с именем Геракла. Якобы Зевс, чтобы наградить своего сына от земной женщины божественной силой, поднёс его к своей спящей супруге Геры, чтобы напоить его грудным молоком богини. Но та проснулась и оттолкнула ребёнка. Часть молока разлилась по небу в виде белой полосы, которая превратилась в звёздную дорогу.

У многих народов Млечный Путь имеет свои не менее прекрасные названия. Японцы называют его Серебряной рекой, индейцы Великим змеем, славяне Дорогой богов.

Постепенно звёздным объектом заинтересовались учёные. Ещё древнегреческий философ Демокрит размышлял, из чего состоит Млечный путь, и предположил, что это скопление тусклых звёзд. Но доказать этого он не смог из-за отсутствия в то время технических оптических приборов, и его верное предположение так и осталось гипотезой, пока в 1610 году Галилей не подтвердил её, рассмотрев Млечный Путь в телескоп. Ещё позже И. Кант предположил, что это огромная дисковидная система. В 18 веке У. Гершель при помощи мощного телескопа рассмотрел большое количество разных космических объектов. Он же предположил, что человечество живёт в одном из них. Гершель ввёл понятие светового года и предложил его в качестве единицы измерения расстояний в космическом пространстве.

В 19 веке астроном В. Струве установил, что Солнце значительно удалено от ядра Млечного Пути. Также ему принадлежит открытие звёздной пыли в межзвёздном пространстве и предположение, что она поглощает свет звёзд.

Позже в 20 веке учёные доказали, что все космические объекты вращаются вокруг ядра Млечного Пути.

Планета-изгой или сама себе звезда

Иногда планеты ведут себя странн.

Примерно в 20 световых годах от нас находится очень странный объект. Когда ученые его впервые обнаружили в 2016 году, они подумали, что нашли коричневый карлик. Эти объекты еще называют «неудавшимися звездами». По размерам они больше обычных планет, но и звездами их не назвать. В их недрах как в недрах настоящих звезд происходят термоядерные реакции, однако участие водорода в них минимально.

Недавнее исследование объекта показало, что его классификацию усложняет еще один факт. SIMP J01365663+0933473 (так называется объект) представляет собой космическое-тело «изгой». Другими словами, он не принадлежит ни одной звездной системе, а буквально блуждает один в космосе. Кроме того, его возраст оценивается примерно в 200 миллионов лет, что не позволяет назвать его коричневым карликом (слишком молод).

Перед нами уникальный представитель – нечто среднее между неудавшейся звездой и планетой. Этот здоровяк примерно 70 раз массивнее Юпитера и обладает в 200 раз более сильным магнитным полем. Наличие такого мощного магнитного поля создает в верхних слоях его атмосферы полярные сияния. Изучая этот объект, ученые надеются убить сразу двух зайцев – узнать о магнетизме и звезд, и планет.

Млечный путь

Солнце обращается вокруг центра вполне рядовой спиральной галактики, в состав которой входят 200−400 миллиардов звезд. Ее диаметр приблизительно равен 28 килопарсекам (чуть больше 90 световых лет). Радиус солнечной внутригалактической орбиты — 8,5 килопарсек (так что наше светило смещено к внешнему краю галактического диска), время полного оборота вокруг центра Галактики — примерно 250 миллионов лет.

Балдж Млечного Пути имеет эллипсовидную форму и наделен баром, который обнаружили совсем недавно. В центре балджа находится компактное ядро, заполненное звездами различного возраста — от нескольких миллионов лет до миллиарда и старше. Внутри ядра за плотными пылевыми облаками скрывается достаточно скромная по галактическим стандартам черная дыра — всего лишь 3,7 миллиона солнечных масс.

Наша Галактика может похвастаться двойным звездным диском. На долю внутреннего диска, который имеет по вертикали не более 500 парсек, приходится 95% звезд дисковой зоны, в том числе все молодые яркие звезды. Его охватывает внешний диск толщиной в полторы тысячи парсек, где обитают звезды постарше. Газовый (точнее, газо-пылевой) диск Млечного Пути имеет в толщину не менее 3,5 килопарсек. Четыре спиральных рукава диска представляют собой области повышенной плотности газо-пылевой среды и содержат большинство самых массивных звезд.

Диаметр гало Млечного Пути не менее, чем вдвое больше диаметра диска. Там обнаружено порядка 150 глобулярных кластеров, причем, скорее всего, еще с полсотни пока не открыты. Возраст старейших кластеров превышает 13 миллиардов лет. Гало заполнено темной материей, имеющей комковатую структуру.

До недавнего времени полагали, что гало почти шарообразно, однако, по последним данным, оно может быть значительно приплюснуто. Общая масса Галактики может составлять до 3 триллионов солнечных масс, причем на долю темной материи приходится 90−95%. Масса звезд Млечного Пути оценивается в 90−100 миллиардов масс Солнца.

Эллиптическая галактика, как и следует из ее названия, имеет форму эллипсоида. Она не вращается как целое и потому не обладает осевой симметрией. Ее звезды, которые в основном имеют сравнительно небольшую массу и солидный возраст, обращаются вокруг галактического центра в разных плоскостях и иногда не по отдельности, а сильно вытянутыми цепочками.

Новые светила в эллиптических галактиках загораются редко в связи с дефицитом исходного сырья — молекулярного водорода.

Подобно людям, галактики объединяются в группы. Наша Местная группа включает две самые крупные галактики в окрестностях размером порядка 3 мегапарсек — Млечный путь и Андромеду (M31), галактику Треугольника, а также их спутники — Большое и Малое Магеллановы облака, карликовые галактики в Большом Псе, Пегасе, Киле, Секстанте, Фениксе, и еще множество других — всего числом около полусотни. Местная группа в свою очередь является членом местного сверхскопления Девы.

Как самые крупные, так и самые мелкие галактики относятся к эллиптическому типу. Общая доля его представителей в галактическом населении Вселенной всего около 20%. Эти галактики (возможно, за исключением самых мелких и тусклых) также скрывают в своих центральных зонах сверхмассивные черные дыры. Эллиптические галактики имеют и гало, но не столь четкие, как у дисковидных.

Все прочие галактики считаются иррегулярными. Они содержат много пыли и газа и активно порождают молодые звезды. На умеренных расстояниях от Млечного Пути таких галактик немного, всего-то 3%.

Однако среди объектов с большим красным смещением, чей свет был испущен не позже, чем через 3 млрд лет после Большого взрыва, их доля резко возрастает. Судя по всему, все звездные системы первого поколения были невелики и обладали неправильными очертаниями, а крупные дисковидные и эллиптические галактики возникли гораздо позже.