0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какое расстояние до ближайшей галактики

Какое расстояние до ближайшей галактики?

Ученые впервые смогли замерить точное расстояние до ближайшей от нас галактики. Эта карликовая галактика известна под названием Большое Магелланово Облако. Она расположена от нас на расстоянии 163 тысячи световых лет или 49,97 килопарсек, если быть точными.

Галактика Большое Магелланово Облако медленно плавает в космическом пространстве, обходя нашу галактику Млечный Путь вокруг подобно тому, как Луна вращается вокруг Земли.

Огромные облака газа в районе галактики медленно рассеиваются, в результате чего образуются новые звезды, которые освещают своим светом межзвездное пространство, создавая яркие красочные космические пейзажи. Эти пейзажи смог запечатлеть на фото космический телескоп «Хаббл».

Мелкая галактика Большое Магелланово Облако включает туманность Тарантул – самую яркую звездную колыбель в космосе по соседству с нами — в ней замечены признаки образования новых звезд.

Ученые смогли сделать вычисления, наблюдая за редкими близкими парами звезд, известными как затменно-двойные звезды. Эти пары звезд гравитационно связаны друг с другом, а когда одна из звезд затмевает другую, как видно наблюдателю с Земли, общая яркость системы снижается.

Если сравнить яркость звезд, можно с невероятной точностью таким образом вычислять точное расстояния до них.

Определение точного расстояния до космических объектов очень важно для понимания размеров и возраста нашей Вселенной. Пока вопрос остается открытым: какова по размерам наша Вселенная точно никто из ученых пока сказать не может.

После того, как астрономам удалось добиться такой точности в определение расстояний в космосе, они смогут заняться и более дальними объектами и, в конечном итоге, смогут вычислить размеры Вселенной.

Также новые возможности позволят более точно определить скорость расширения нашей Вселенной, а также более точно вычислить постоянную Хаббла. Этот коэффициент был назван в честь Эдвина П. Хаббла, американского астронома, который в 1929 году доказал, что наша Вселенная постоянно расширяется с самого начала своего существования.

Расстояние между галактиками

Галактика Большое Магелланово Облако – ближайшая от нас карликовая галактика, а вот крупной по размерам галактикой — нашей соседкой считается спиральная галактика Андромеды, которая находится от нас на расстоянии примерно 2,52 миллиона световых лет.

Расстояние между нашей галактикой и галактикой Андромеды постепенно сокращается. Они приближаются друг к другу со скоростью примерно 100-140 километров в секунду, хотя и встретятся очень нескоро, а точнее, через 3-4 миллиарда лет.

Возможно, именно так будет выглядеть ночное небо для земного наблюдателя через несколько миллиардов лет

Расстояния между галактиками, таким образом, могут быть самыми разными на разных этапах времени, так как они постоянно находятся в динамике.

Масштабы Вселенной

Видимая Вселенная имеет невероятный по размерам диаметр, который составляет миллиарды, а может быть и десятки миллиардов световых лет. Многие объекты, которые мы можем видеть с помощью телескопов, уже давно не существуют или выглядят совсем иначе, потому что свет до них шел невероятно долго.

Предлагаемая серия иллюстраций поможет вам представить хотя бы в общих чертах масштабы нашей Вселенной.

Солнечная система со своими крупнейшими объектами (планетами и карликовыми планетами)

Солнце (в центре) и ближайшие к нему звезды

Галактика Млечный путь с указанием группы ближайших от Солнечной системы звездных систем

Группа ближайших галактик, включающая более 50 галактик, число которых постоянно увеличивается по мере открытия новых.

Местное сверхскопление галактик (Сверхскопление Девы). Размер – около 200 миллионов световых лет

Группа сверхскоплений галактик

Ближайшая галактика к Млечному Пути

Объекты глубокого космоса > Галактики Вселенной > Млечный Путь > Ближайшая галактика к Млечному Пути

Какая галактика расположена ближе всего к Млечному Пути – Андромеда или Карликовая галактика в Большом Псе: расстояние с фото, история исследования, 2MASS.

Ученые давно знали, что Млечный Путь не одинок. Наша галактика относится к Местной группе ― скоплению 54 галактик и галактик-карликов, которые входят в одно большое образование, известное, как Сверхскопление Девы. Таким образом, можно утверждать, что Млечный Путь имеет много соседей. Но какие ближайшие галактики к Млечному Пути?

Многие люди думают, что ближайшая галактика к Млечному Пути – галактика Андромеды. На самом же деле, Андромеда только самая близкая спиральная галактика. Настоящий галактический сосед – это карликовая галактика Большого Пса, которая уже находится внутри Млечного Пути.

Изображение показывает почти 50000 галактик в ближайшей Вселенной из обзора 2MASS в инфракрасном свете. Изображение 2MASS/Джарретт /Карпентер/Херт.

Это звездное образование разместилось на расстоянии около 42000 св. лет от центра, и лишь в 25000 св. лет от родной Солнечной системы. По факту, эта галактика ближе, чем центр Млечного Пути, к которому 30000 световых лет.

До этой находки, ученые полагали, что ближайшим галактическим формированием была карликовая галактика Стрелец. На расстоянии 70000 св. лет от Земли, ее открыли в 1994 году. Она заменила собой Большое Магеллановое Облако (БМО) ― неправильную карликовую галактику на расстоянии 180000 световых лет, что в прошлом считалась ближайшим соседом.

Иллюстрация галактики Большого Пса и ее связь с Млечным Путем. Изображение: П. Ибата (обсерватория Страсбурга) и др./2MASS/NASA

Все поменялось в 2003 году, когда в ходе миссии 2MASS, что проводилась в период между 1997 и 2001, было найдено скопление, позднее названное Большим Псом.

Используя телескопы, расположенные в обсерватории Хопкинса в Аризоне (для северного полушария) и Межамериканской обсерватории Серро Тололо в Чили для южного полушария, ученым удалось запечатлеть все видимое звездное небо в инфракрасном диапазоне, не включая потоки газа и пыли.

Благодаря этому исследованию, астрономы нашли в части неба гигантские звезды чрезмерной плотности класса М, в созвездии Большого Пса, месте с некоторыми другими родственными структурами, состоящими из такого же типа звезды, что образуют широкие, слабые дуги.

Распространенность звезд М-класса позволило легко обнаружить формирование. «Красные карлики» по своей природе не очень «солнечные», если сравнивать со звездами других классов, и их даже нельзя увидеть невооруженным глазом. Тем не менее, они очень ярко сияют в инфракрасном диапазоне, и появляются в больших количествах.

Художник изображает невероятно мощную вспышку, исходящую из красного карлика Е.В. Lacertae, Кейси Рид / НАСА.

В дополнение к ее составу, галактика имеет приблизительно эллиптическую форму и содержит, так же много звезд, как карликовая эллиптическая галактика Стрелец ― предыдущий вариант ближайшего соседа.

За найденной карликовой галактикой также была обнаружена долгая нить из звезд. Это скопление кольцевых структур, известное как Кольцо Единорога, опоясывает Млечный Путь три раза. Впервые их обнаружили в начале нашего века астрономы, проводящие обследование Sloan Digital Sky.

Во время выполнения этой миссии, и исследования тесно разнесенных групп шаровых скоплений, подобных тем, которые найдены в эллиптической галактике Стрельца, была обнаружена галактика Большого Пса.

Современная теория гласит, что галактика Большого Пса был поглощена Млечным Путем. Существуют и другие скопления, которые вращаются вокруг центра нашей галактики в качестве спутника ― NGC 1851, NGC 1904, NGC 2298 и NGC 2808. По предположениям ученых они кода-то входили к Большому Псу до его акреции (поглощения).

Несколько примеров слияния галактик. Фото: NASA, ESA, Группа наследия Хаббла (Научный институт космического телескопа / AURA) -ESA / Сотрудничество Хаббл и А. Эванс (Университет Вирджинии, Шарлоттсвилль / NRAO / Университет Стоуни Брук), К. Нолл (STScI), и Дж. Вестфаль (Калифорнийский технологический институт).

Открытие карликовой галактики, и анализ звезд в ее пределах, предоставило некоторую поддержку текущей теории того, что галактики могут расти в размерах, поглощая их меньших собратьев. Млечный Путь достиг сегодняшних размеров, поедая другие галактики, на подобии Пса, и продолжает делать это сегодня.

Астрономы уверены, что галактика Большого Пса находится в процессе расчленения гравитационным полем Млечного Пути. Основная ее часть уже деградировала, и процесс будет продолжаться, по пути ее путешествия сквозь наш дом. В свое время, процесс аккреции, вероятно, завершится, и Пёс отдаст свои 1млрд звезды в хранение Млечному Пути.

До ее открытия в 2003 году, должность ближайшего соседа занимала эллиптическая галактика Стрелец на расстоянии 75000 световых лет. Она имеет в своем составе четыре шаровых скоплений, диаметром около 10000 световых лет, которые были найдены в 1994 году. До этого, соседом считали Большое Магелланово Облако.

Галактика Андромеды (М31) является ближайшей спиральной галактикой. Хотя она гравитационно связана с Млечным Путем, это не ближайший сосед, ведь расстояние к ней больше 2 млн. св. лет. Сейчас Андромеда сближается с нами со скоростью 110 км/с и уже через 4 млрд. лет они объединятся, образовав новую супер-галактику.

Какие галактики наши ближайшие соседи?

Из крупных звездных систем поблизости нас находится туманность Андромеды (М31) — спиральная галактика, в 2,6 раза превосходящая по размеру наш дом — галактику Млечный Путь: ее диаметр — 260 тысяч световых лет. Туманность Андромеды находится на расстоянии 2,5 млн. световых лет (772 килопарсек) от нас, а ее масса составляет 300 млрд. масс Солнца. В ее состав входит около триллиона звезд (для сравнения: в составе Млечного Пути — около 100 млрд звезд).

Туманность Андромеды — самый удаленный от нас космический объект, который можно наблюдать на звездном небе (северного полушария) невооруженным глазом даже в условиях городской засветки — она выглядит как светящийся размытый овал. При этом следует помнить, что из-за того, что свет от галактики Андромеды идет к нам 2,5 млн. лет, мы видим ее такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад, и не знаем, как она выглядит в настоящий момент.


Галактика Андромеды
А — положение галактики на звездном небе
Б — галактика Андромеды в ультрафиолетовых лучах

Астрономы выяснили, что галактика Андромеды и наша Галактика приближаются друг к другу со скоростью 100—140 км/с. Приблизительно через 3-4 миллиарда лет, возможно, произойдёт их столкновение и тогда они сольются в одну гигантскую галактику. Тех, кого беспокоит судьба Солнечной системы в результате этого столкновения, спешим успокоить: какого-либо воздействия на Солнце и планеты, вероятнее всего, не произойдёт. Процессы слияния галактик не сопровождаются катастрофическими звездными столкновениями, так как расстояния между звездами очень велики по сравнению с размерами самих звезд.

Однако не стоит думать, что процесс слияния галактик, растянутый на миллионы лет, происходит без драматических эффектов. При сближении двух галактик первыми соприкасаются облака межзвёздного газа. Из-за быстрого взаимопроникновения их плотность резко возрастает, они разогреваются, и растущее давление превращает эти газопылевые облака в центры формирования новых звёзд. Начинается бурный, взрывоподобный процесс звездообразования, сопровождающийся вспышками, взрывами и выбрасыванием наружу чудовищно протяжённых струй пыли и газа.


Модель слияния галактик Млечный Путь и Туманность Адромеды

Однако вернемся к нашим соседям. Вторая ближайшая к нам спиральная галактика — М33. Она находится в созвездии Треугольника и удалена от нас на 2,4 млн. световых лет. По диаметру она в 2 раза меньше Млечного Пути и в 4 раза меньше галактики Андромеды. Ее тоже можно увидеть невооруженным глазом, но только в безлунную ночь и вне города. Она выглядит как тусклое туманное пятнышко между α Треугольника и τ Рыб.


Галактика Треугольника
А — положение галактики на звездном небе
Б — галактика Треугольника (фото NASA в ультрафиолете и видимом диапазоне)

Все остальные галактики нашего ближайшего окружения — это карликовые эллиптические и неправильные галактики. Из ближайших к нам неправильных галактик наибольший интерес представляют две: Большое и Малое Магеллановы Облака.

Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики Млечный Путь. Они тоже видны невооруженным глазом, правда, только в южном полушарии. Большое Магелланово облако находится в созвездии Золотой Рыбы. Оно удалено от нас на 170 тысяч световых лет (50 килопарсек), его диаметр 20 тысяч световых лет, и оно содержит порядка 30 миллиардов звезд. Несмотря на принадлежность к типу неправильных галактик, Большое Магелланово Облако имеет структуру, близкую к пересеченным спиральным галактикам. В нем есть все те типы звезд, которые известны в Млечном Пути. В Большом Магеллановом облаке обнаружен еще один интересный объект — один из ярчайших среди известных газопылевой комплекс протяженностью в 700 световых лет — туманность Тарантул, очаг бурного звездообразования.


Туманность Тарантул
Съемка с помощью телескопа TRAPPIST (Обсерватория Ла-Силья, Чили)

Малое Магелланово Облако в 3 раза меньше Большого и тоже напоминает собою пересеченную спиральную галактику. Оно расположено в созвездии Тукана, по соседству с Золотой Рыбой. Расстояние от нас до этой галактики 210 тысяч световых лет (60 килопарсек).


Большое и Малое Магеллановы облака

Магеллановы Облака окружены общей оболочкой из нейтрального водорода, которую называют Магелланова Система.

Оба Магелланова облака являются жертвами галактического каннибализма со стороны Млечного пути: гравитационное воздействие нашей Галактики постепенно разрушает их и притягивает к себе вещество этих галактик. Отсюда и неправильная форма Магеллановых Облаков. Специалисты считают, что это остатки двух небольших галактик в процессе постепенного исчезновения. По подсчетам астрономов, в ближайшие 10 миллиардов лет Млечный Путь полностью поглотит все вещество Магеллановых Облаков. Между самими Магеллановыми облаками происходят похожие процессы: за счет своей гравитации Большое Магелланово облако «ворует» миллионы звезд из Малого Магелланова облака. Возможно, этот факт объясняет высокую звездообразовательную активность в туманности Тарантул: эта область находится как раз на пути потока газа, который вытягивает гравитация Большого Магелланова облака из Малого.

Таким образом, на примере происходящего в окрестностях нашей Галактики вы снова можете убедиться, что слияние галактик и поглощение малых галактик более крупными — вполне обыденное явление в галактической жизни.

Наша Галактика, галактика Андромеды и галактика Треугольника составляют группу галактик, связанных между собой гравитационным взаимодействием. Ее называют Местная группа галактик. Размер Местной группы — 1,5 мегапарсек в поперечнике. Кроме трех крупных спиральных галактик, в Местную группу входит более 50 карликовых и неправильных (по форме) галактик. Так, у галактики Андромеды есть, по меньшей мере, 19 галактик-спутников, у нашей Галактики известно 14 спутников (по состоянию на 2005 год). Помимо них, в Местную группу входят другие карликовые галактики, не являющиеся спутниками крупных галактик.

Какое расстояние до ближайшей галактики? Андромеда — галактика, ближайшая к Млечному Пути. Столкновение Млечного Пути и Андромеды

ГАЛАКТИКИ, «внегалактические туманности» или «островные Вселенные»,― это гигантские звездные системы, содержащие также межзвездный газ и пыль. Солнечная система входит в нашу Галактику – Млечный Путь. Все космическое пространство до пределов, куда могут проникнуть мощнейшие телескопы, заполнено галактиками. Астрономы насчитывают их не менее миллиарда. Ближайшая галактика находится от нас на расстоянии около 1 млн. св. лет (10 19 км), а до самых удаленных галактик, зарегистрированных телескопами, – миллиарды световых лет. Исследование галактик – одна из самых грандиозных задач астрономии.

Историческая справка. Ярчайшие и ближайшие к нам внешние галактики – Магеллановы Облака – видны невооруженным глазом на южном полушарии неба и были известны арабам еще в 11 в., равно как и ярчайшая галактика северного полушария – Большая туманность в Андромеде. С переоткрытия этой туманности в 1612 при помощи телескопа немецким астрономом С.Мариусом (1570–1624) началось научное изучение галактик, туманностей и звездных скоплений. Немало туманностей было обнаружено различными астрономами в 17 и 18 вв.; тогда их считали облаками светящегося газа.

Представление о звездных системах за пределом Галактики впервые обсуждали философы и астрономы 18 в.: Э.Сведенборг (1688–1772) в Швеции, Т.Райт (1711–1786) в Англии, И.Кант (1724–1804) в Пруссии, И.Ламберт (1728–1777) в Эльзасе и В.Гершель (1738–1822) в Англии. Однако лишь в первой четверти 20 в. существование «островных Вселенных» было однозначно доказано в основном благодаря работам американских астрономов Г.Кертиса (1872–1942) и Э.Хаббла (1889–1953). Они доказали, что расстояния до наиболее ярких, а значит, ближайших «белых туманностей» значительно превосходят размер нашей Галактики. За период с 1924 по 1936 Хаббл продвинул границу исследования галактик от ближайших систем до предела возможностей 2,5-метрового телескопа обсерватории Маунт-Вилсон, т.е. до нескольких сотен миллионов световых лет.

В 1929 Хаббл открыл зависимость между расстоянием до галактики и скоростью ее движения. Эта зависимость, закон Хаббла, стала наблюдательной основой современной космологии. После окончания Второй мировой войны началось активное изучение галактик с помощью новых крупных телескопов с электронными усилителями света, автоматических измерительных машин и компьютеров. Обнаружение радиоизлучения нашей и других галактик дало новую возможность для изучения Вселенной и привело к открытию радиогалактик, квазаров и других проявлений активности в ядрах галактик. Внеатмосферные наблюдения с борта геофизических ракет и спутников позволили обнаружить рентгеновское излучение из ядер активных галактик и скоплений галактик.

Рис. 1. Классификация галактик по Хабблу

Первый каталог «туманностей» был опубликован в 1782 французским астрономом Ш.Мессье (1730–1817). В этот список попали как звездные скопления и газовые туманности нашей Галактики, так и внегалактические объекты. Номера объектов по каталогу Мессье используются до сих пор; например, Мессье 31 (М 31) – это знаменитая Туманность Андромеды, ближайшая крупная галактика, наблюдаемая в созвездии Андромеды.

Систематический обзор неба, начатый В.Гершелем в 1783, привел его к открытию нескольких тысяч туманностей на северном небе. Эта работа была продолжена его сыном Дж.Гершелем (1792–1871), который провел наблюдения в Южном полушарии на мысе Доброй Надежды (1834–1838) и опубликовал в 1864 Общий каталог 5 тыс. туманностей и звездных скоплений. Во второй половине 19 в. к этим объектам добавились вновь открытые, и Й.Дрейер (1852–1926) в 1888 опубликовал Новый общий каталог (New General Catalogue – NGC ), включающий 7814 объектов. С публикацией в 1895 и 1908 двух дополнительных Индекс-каталогов (IC) число обнаруженных туманностей и звездных скоплений превысило 13 тыс. Обозначение по каталогам NGC и IC с тех пор стало общепринятым. Так, Туманность Андромеды обозначают либо М 31, либо NGC 224. Отдельный список 1249 галактик ярче 13-й звездной величины, основанный на фотографическом обзоре неба, составили Х.Шепли и А.Эймс из Гарвардской обсерватории в 1932.

Эта работа была существенно расширена первым (1964), вторым (1976) и третьим (1991) изданиями Реферативного каталога ярких галактик Ж. де Вокулера с сотрудниками. Более обширные, но менее детальные каталоги, основанные на просмотре фотографических пластинок обзора неба были опубликованы в 1960-х годах Ф.Цвикки (1898–1974) в США и Б.А.Воронцовым-Вельяминовым (1904–1994) в СССР. Они содержат ок. 30 тыс. галактик до 15-й звездной величины. Недавно был закончен подобный обзор южного неба с помощью 1-метровой камеры Шмидта Европейской южной обсерватории в Чили и британской 1,2-метровой камеры Шмидта в Австралии.

Галактик слабее 15-й звездной величины слишком много, чтобы составлять их список. В 1967 опубликованы результаты подсчета галактик ярче 19-й звездной величины (к северу от склонения 20), проделанного Ч.Шейном и К.Виртаненом по пластинкам 50-см астрографа Ликской обсерватории. Таких галактик оказалось ок. 2 млн., не считая тех, которые скрыты от нас широкой пылевой полосой Млечного Пути. А еще в 1936 Хаббл на обсерватории Маунт-Вилсон подсчитал количество галактик до 21-й звездной величины в нескольких небольших площадках, распределенных равномерно по небесной сфере (севернее склонения 30). По этим данным на всем небе более 20 млн. галактик ярче 21-й звездной величины.

Классификация. Встречаются галактики различных форм, размеров и светимостей; некоторые из них изолированные, но большинство имеет соседей или спутников, оказывающих на них гравитационное влияние. Как правило, галактики спокойны, но нередко встречаются и активные. В 1925 Хаббл предложил классификацию галактик, основанную на их внешнем виде. Позже ее уточняли Хаббл и Шепли, затем Сэндидж и наконец Вокулер. Все галактики в ней делятся на 4 типа: эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные.

Эллиптические (E ) галактики имеют на фотографиях форму эллипсов без резких границ и четких деталей. Их яркость возрастает к центру. Это вращающиеся эллипсоиды, состоящие из старых звезд; их видимая форма зависит от ориентации к лучу зрения наблюдателя. При наблюдении с ребра отношение длин короткой и длинной осей эллипса достигает  5/10 (обозначается E5 ).

Рис. 2. Эллиптическая галактика ESO 325-G004

Линзовидные (L или S 0) галактики похожи на эллиптические, но, кроме сфероидального компонента, имеют тонкий быстро вращающийся экваториальный диск, иногда с кольцеобразными структурами наподобие колец Сатурна. Наблюдаемые с ребра линзовидные галактики выглядят более сжатыми, чем эллиптические: отношение их осей достигает 2/10.

Рис. 2. Галактика Веретено (NGC 5866), линзообразная галактика в созвездии Дракон.

Спиральные (S ) галактики также состоят из двух компонентов – сфероидального и плоского, но с более или менее развитой спиральной структурой в диске. Вдоль последовательности подтипов Sa , Sb , Sc , Sd (от «ранних» спиралей к «поздним») спиральные рукава становятся толще, сложнее и менее закручены, а сфероид (центральная конденсация, или балдж ) уменьшается. У спиральных галактик, наблюдаемых с ребра, спиральные рукава не видны, но тип галактики можно установить по относительной яркости балджа и диска.

Рис. 2. Пример спиральной галактики, Галактика «Вертушка» (Pinwheel) (объект списка Мессье 101 или NGC 5457)

Неправильные (I ) галактики бывают двух основных видов: магелланового типа, т.е. типа Магеллановых Облаков, продолжающие последовательность спиралей от Sm до Im , и немагелланового типа I 0, имеющие хаотические темные пылевые полосы поверх сфероидальной или дисковой структуры типа линзовидной или ранней спиральной.

Рис. 2. NGC 1427A, пример неправильной галактики.

Типы L и S распадаются на два семейства и два вида в зависимости от наличия или отсутствия проходящей через центр и пересекающей диск линейной структуры (бар ), а также центральносимметричного кольца.

Рис. 2. Компьютерная модель галактики Млечный путь.

Рис. 1. NGC 1300, пример спиральной галактики с перемычкой.

Рис. 1. ТРЕХМЕРНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЛАКТИК . Основные типы: E, L, S, I располагаются последовательно от E до Im ; семейства обычных A и пересеченных B ; вида s и r . Круглые диаграммы внизу – сечение главной конфигурации в области спиральных и линзовидных галактик.

Рис. 2. ОСНОВНЫЕ СЕМЕЙСТВА И ВИДЫ СПИРАЛЕЙ на сечении главной конфигурации в области Sb .

Существуют и другие схемы классификации галактик, основанные на более тонких морфологических деталях, но пока еще не развита объективная классификация, основанная на фотометрических, кинематических и радиоизмерениях.

Состав . Два структурных компонента – сфероид и диск – отражают различие в звездном населении галактик, открытое в 1944 немецким астрономом В.Бааде (1893–1960).

Население I , присутствующее в неправильных галактиках и в рукавах спиралей, содержит голубые гиганты и сверхгиганты спектральных классов O и B, красные сверхгиганты классов K и M, а также межзвездные газ и пыль с яркими областями ионизованного водорода. В нем присутствуют и маломассивные звезды главной последовательности, которые видны вблизи Солнца, но неразличимы в далеких галактиках.

Население II , присутствующее в эллиптических и линзовидных галактиках, а также в центральных областях спиралей и в шаровых скоплениях, содержит красные гиганты от класса G5 до K5, субгиганты и, вероятно, субкарлики; в нем встречаются планетарные туманности и наблюдаются вспышки новых (рис. 3). На рис. 4 показана связь между спектральными классами (или цветом) звезд и их светимостью у различных населений.

Рис. 3. ЗВЕЗДНЫЕ НАСЕЛЕНИЯ . На фотографии спиральной галактики Туманности Андромеды видно, что в ее диске сосредоточены голубые гиганты и сверхгиганты Населения I, а центральная часть состоит из красных звезд Населения II. Видны также спутники Туманности Андромеды: галактика NGC 205 (внизу ) и М 32 (вверху слева ). Самые яркие звезды на этом фото принадлежат нашей Галактике.

Рис. 4. ДИАГРАММА ГЕРЦШПРУНГА – РЕССЕЛА , на которой видна связь между спектральным классом (или цветом) и светимостью у звезд разного типа. I: молодые звезды Населения I, типичные для спиральных рукавов. II: состарившиеся звезды Населения I; III: старые звезды Населения II, типичные для шаровых скоплений и эллиптических галактик.

Первоначально считалось, что эллиптические галактики содержат только Население II, а неправильные – только Население I. Однако выяснилось, что обычно галактики содержат смесь двух звездных населений в разных пропорциях. Детальный анализ населений возможен только для нескольких близких галактик, но измерения цвета и спектра далеких систем показывают, что различие их звездных населений может быть значительнее, чем думал Бааде.

Расстояние . Измерение расстояний до далеких галактик основано на абсолютной шкале расстояний до звезд нашей Галактики. Ее устанавливают несколькими методами. Наиболее фундаментальный – метод тригонометрических параллаксов, действующий до расстояний в 300 св. лет. Остальные методы косвенные и статистические; они основаны на изучении собственных движений, лучевых скоростей, блеска, цвета и спектра звезд. На их основе определяют абсолютные величины Новых и переменных типа RR Лиры и Цефея, которые становятся первичными индикаторами расстояния до ближайших галактик, где они видны. Шаровые скопления, ярчайшие звезды и эмиссионные туманности этих галактик становятся вторичными индикаторами и дают возможность определять расстояния до более далеких галактик. Наконец, в качестве третичных индикаторов используются диаметры и светимости самих галактик. В качестве меры расстояния астрономы обычно используют разность между видимой звездной величиной объекта m и его абсолютной звездной величиной M ; эту величину (m – M ) называют «видимым модулем расстояния». Чтобы узнать истинное расстояние, его необходимо исправить с учетом поглощения света межзвездной пылью. При этом ошибка обычно достигает 10–20%.

Внегалактическая шкала расстояний время от времени пересматривается, а значит, меняются и прочие параметры галактик, зависящие от расстояния. В табл. 1 приведены наиболее точные на сегодня расстояния до ближайших групп галактик. До более далеких галактик, удаленных на миллиарды световых лет, расстояния оцениваются с невысокой точностью по их красному смещению (см. ниже : Природа красного смещения).

Таблица 1. РАССТОЯНИЯ ДО БЛИЖАЙШИХ ГАЛАКТИК,ИХ ГРУПП И СКОПЛЕНИЙ

Какое расстояние от земли до ближайшей галактики. Расстояния до ближайших галактик. Факты об Андромеде

Разделить на социальные группы, наша галактика Млечный Путь будет принадлежать к крепкому «среднему классу». Так, она относится к самому распространенному виду галактик, но в то же время не является средней по размеру или массе. Галактик, которые мельче Млечного Пути, больше чем тех, что крупнее его. Еще наш «звездный остров» обладает как минимум 14-ю спутниками — другими карликовыми галактиками. Они обречены кружить вокруг Млечного Пути, пока не будут им поглощены, или же не улетят прочь от межгалактического столкновения. Ну и пока что это единственное место, где наверняка существует жизнь — то есть мы с вами.

Но еще Млечный путь остается наиболее загадочной галактикой во Вселенной: находясь на самом краю «звездного острова», мы видим лишь часть из миллиардов его звезд. А галактики и вовсе невидимо — оно закрыто плотными рукавами звезд, газа и пыли. О фактах и тайнах Млечного Пути и пойдет сегодня речь.

ГАЛАКТИКИ, «внегалактические туманности» или «островные Вселенные»,― это гигантские звездные системы, содержащие также межзвездный газ и пыль. Солнечная система входит в нашу Галактику – Млечный Путь. Все космическое пространство до пределов, куда могут проникнуть мощнейшие телескопы, заполнено галактиками. Астрономы насчитывают их не менее миллиарда. Ближайшая галактика находится от нас на расстоянии около 1 млн. св. лет (10 19 км), а до самых удаленных галактик, зарегистрированных телескопами, – миллиарды световых лет. Исследование галактик – одна из самых грандиозных задач астрономии.

Историческая справка. Ярчайшие и ближайшие к нам внешние галактики – Магеллановы Облака – видны невооруженным глазом на южном полушарии неба и были известны арабам еще в 11 в., равно как и ярчайшая галактика северного полушария – Большая туманность в Андромеде. С переоткрытия этой туманности в 1612 при помощи телескопа немецким астрономом С.Мариусом (1570–1624) началось научное изучение галактик, туманностей и звездных скоплений. Немало туманностей было обнаружено различными астрономами в 17 и 18 вв.; тогда их считали облаками светящегося газа.

Представление о звездных системах за пределом Галактики впервые обсуждали философы и астрономы 18 в.: Э.Сведенборг (1688–1772) в Швеции, Т.Райт (1711–1786) в Англии, И.Кант (1724–1804) в Пруссии, И.Ламберт (1728–1777) в Эльзасе и В.Гершель (1738–1822) в Англии. Однако лишь в первой четверти 20 в. существование «островных Вселенных» было однозначно доказано в основном благодаря работам американских астрономов Г.Кертиса (1872–1942) и Э.Хаббла (1889–1953). Они доказали, что расстояния до наиболее ярких, а значит, ближайших «белых туманностей» значительно превосходят размер нашей Галактики. За период с 1924 по 1936 Хаббл продвинул границу исследования галактик от ближайших систем до предела возможностей 2,5-метрового телескопа обсерватории Маунт-Вилсон, т.е. до нескольких сотен миллионов световых лет.

В 1929 Хаббл открыл зависимость между расстоянием до галактики и скоростью ее движения. Эта зависимость, закон Хаббла, стала наблюдательной основой современной космологии. После окончания Второй мировой войны началось активное изучение галактик с помощью новых крупных телескопов с электронными усилителями света, автоматических измерительных машин и компьютеров. Обнаружение радиоизлучения нашей и других галактик дало новую возможность для изучения Вселенной и привело к открытию радиогалактик, квазаров и других проявлений активности в ядрах галактик. Внеатмосферные наблюдения с борта геофизических ракет и спутников позволили обнаружить рентгеновское излучение из ядер активных галактик и скоплений галактик.

Рис. 1. Классификация галактик по Хабблу

Первый каталог «туманностей» был опубликован в 1782 французским астрономом Ш.Мессье (1730–1817). В этот список попали как звездные скопления и газовые туманности нашей Галактики, так и внегалактические объекты. Номера объектов по каталогу Мессье используются до сих пор; например, Мессье 31 (М 31) – это знаменитая Туманность Андромеды, ближайшая крупная галактика, наблюдаемая в созвездии Андромеды.

Систематический обзор неба, начатый В.Гершелем в 1783, привел его к открытию нескольких тысяч туманностей на северном небе. Эта работа была продолжена его сыном Дж.Гершелем (1792–1871), который провел наблюдения в Южном полушарии на мысе Доброй Надежды (1834–1838) и опубликовал в 1864 Общий каталог 5 тыс. туманностей и звездных скоплений. Во второй половине 19 в. к этим объектам добавились вновь открытые, и Й.Дрейер (1852–1926) в 1888 опубликовал Новый общий каталог (New General Catalogue – NGC ), включающий 7814 объектов. С публикацией в 1895 и 1908 двух дополнительных Индекс-каталогов (IC) число обнаруженных туманностей и звездных скоплений превысило 13 тыс. Обозначение по каталогам NGC и IC с тех пор стало общепринятым. Так, Туманность Андромеды обозначают либо М 31, либо NGC 224. Отдельный список 1249 галактик ярче 13-й звездной величины, основанный на фотографическом обзоре неба, составили Х.Шепли и А.Эймс из Гарвардской обсерватории в 1932.

Эта работа была существенно расширена первым (1964), вторым (1976) и третьим (1991) изданиями Реферативного каталога ярких галактик Ж. де Вокулера с сотрудниками. Более обширные, но менее детальные каталоги, основанные на просмотре фотографических пластинок обзора неба были опубликованы в 1960-х годах Ф.Цвикки (1898–1974) в США и Б.А.Воронцовым-Вельяминовым (1904–1994) в СССР. Они содержат ок. 30 тыс. галактик до 15-й звездной величины. Недавно был закончен подобный обзор южного неба с помощью 1-метровой камеры Шмидта Европейской южной обсерватории в Чили и британской 1,2-метровой камеры Шмидта в Австралии.

Галактик слабее 15-й звездной величины слишком много, чтобы составлять их список. В 1967 опубликованы результаты подсчета галактик ярче 19-й звездной величины (к северу от склонения 20), проделанного Ч.Шейном и К.Виртаненом по пластинкам 50-см астрографа Ликской обсерватории. Таких галактик оказалось ок. 2 млн., не считая тех, которые скрыты от нас широкой пылевой полосой Млечного Пути. А еще в 1936 Хаббл на обсерватории Маунт-Вилсон подсчитал количество галактик до 21-й звездной величины в нескольких небольших площадках, распределенных равномерно по небесной сфере (севернее склонения 30). По этим данным на всем небе более 20 млн. галактик ярче 21-й звездной величины.

Классификация. Встречаются галактики различных форм, размеров и светимостей; некоторые из них изолированные, но большинство имеет соседей или спутников, оказывающих на них гравитационное влияние. Как правило, галактики спокойны, но нередко встречаются и активные. В 1925 Хаббл предложил классификацию галактик, основанную на их внешнем виде. Позже ее уточняли Хаббл и Шепли, затем Сэндидж и наконец Вокулер. Все галактики в ней делятся на 4 типа: эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные.

Эллиптические (E ) галактики имеют на фотографиях форму эллипсов без резких границ и четких деталей. Их яркость возрастает к центру. Это вращающиеся эллипсоиды, состоящие из старых звезд; их видимая форма зависит от ориентации к лучу зрения наблюдателя. При наблюдении с ребра отношение длин короткой и длинной осей эллипса достигает  5/10 (обозначается E5 ).

Рис. 2. Эллиптическая галактика ESO 325-G004

Линзовидные (L или S 0) галактики похожи на эллиптические, но, кроме сфероидального компонента, имеют тонкий быстро вращающийся экваториальный диск, иногда с кольцеобразными структурами наподобие колец Сатурна. Наблюдаемые с ребра линзовидные галактики выглядят более сжатыми, чем эллиптические: отношение их осей достигает 2/10.

Рис. 2. Галактика Веретено (NGC 5866), линзообразная галактика в созвездии Дракон.

Спиральные (S ) галактики также состоят из двух компонентов – сфероидального и плоского, но с более или менее развитой спиральной структурой в диске. Вдоль последовательности подтипов Sa , Sb , Sc , Sd (от «ранних» спиралей к «поздним») спиральные рукава становятся толще, сложнее и менее закручены, а сфероид (центральная конденсация, или балдж ) уменьшается. У спиральных галактик, наблюдаемых с ребра, спиральные рукава не видны, но тип галактики можно установить по относительной яркости балджа и диска.

Рис. 2. Пример спиральной галактики, Галактика «Вертушка» (Pinwheel) (объект списка Мессье 101 или NGC 5457)

Неправильные (I ) галактики бывают двух основных видов: магелланового типа, т.е. типа Магеллановых Облаков, продолжающие последовательность спиралей от Sm до Im , и немагелланового типа I 0, имеющие хаотические темные пылевые полосы поверх сфероидальной или дисковой структуры типа линзовидной или ранней спиральной.

Рис. 2. NGC 1427A, пример неправильной галактики.

Типы L и S распадаются на два семейства и два вида в зависимости от наличия или отсутствия проходящей через центр и пересекающей диск линейной структуры (бар ), а также центральносимметричного кольца.

Рис. 2. Компьютерная модель галактики Млечный путь.

Рис. 1. NGC 1300, пример спиральной галактики с перемычкой.

Рис. 1. ТРЕХМЕРНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЛАКТИК . Основные типы: E, L, S, I располагаются последовательно от E до Im ; семейства обычных A и пересеченных B ; вида s и r . Круглые диаграммы внизу – сечение главной конфигурации в области спиральных и линзовидных галактик.

Рис. 2. ОСНОВНЫЕ СЕМЕЙСТВА И ВИДЫ СПИРАЛЕЙ на сечении главной конфигурации в области Sb .

Существуют и другие схемы классификации галактик, основанные на более тонких морфологических деталях, но пока еще не развита объективная классификация, основанная на фотометрических, кинематических и радиоизмерениях.

Состав . Два структурных компонента – сфероид и диск – отражают различие в звездном населении галактик, открытое в 1944 немецким астрономом В.Бааде (1893–1960).

Население I , присутствующее в неправильных галактиках и в рукавах спиралей, содержит голубые гиганты и сверхгиганты спектральных классов O и B, красные сверхгиганты классов K и M, а также межзвездные газ и пыль с яркими областями ионизованного водорода. В нем присутствуют и маломассивные звезды главной последовательности, которые видны вблизи Солнца, но неразличимы в далеких галактиках.

Население II , присутствующее в эллиптических и линзовидных галактиках, а также в центральных областях спиралей и в шаровых скоплениях, содержит красные гиганты от класса G5 до K5, субгиганты и, вероятно, субкарлики; в нем встречаются планетарные туманности и наблюдаются вспышки новых (рис. 3). На рис. 4 показана связь между спектральными классами (или цветом) звезд и их светимостью у различных населений.

Рис. 3. ЗВЕЗДНЫЕ НАСЕЛЕНИЯ . На фотографии спиральной галактики Туманности Андромеды видно, что в ее диске сосредоточены голубые гиганты и сверхгиганты Населения I, а центральная часть состоит из красных звезд Населения II. Видны также спутники Туманности Андромеды: галактика NGC 205 (внизу ) и М 32 (вверху слева ). Самые яркие звезды на этом фото принадлежат нашей Галактике.

Рис. 4. ДИАГРАММА ГЕРЦШПРУНГА – РЕССЕЛА , на которой видна связь между спектральным классом (или цветом) и светимостью у звезд разного типа. I: молодые звезды Населения I, типичные для спиральных рукавов. II: состарившиеся звезды Населения I; III: старые звезды Населения II, типичные для шаровых скоплений и эллиптических галактик.

Первоначально считалось, что эллиптические галактики содержат только Население II, а неправильные – только Население I. Однако выяснилось, что обычно галактики содержат смесь двух звездных населений в разных пропорциях. Детальный анализ населений возможен только для нескольких близких галактик, но измерения цвета и спектра далеких систем показывают, что различие их звездных населений может быть значительнее, чем думал Бааде.

Расстояние . Измерение расстояний до далеких галактик основано на абсолютной шкале расстояний до звезд нашей Галактики. Ее устанавливают несколькими методами. Наиболее фундаментальный – метод тригонометрических параллаксов, действующий до расстояний в 300 св. лет. Остальные методы косвенные и статистические; они основаны на изучении собственных движений, лучевых скоростей, блеска, цвета и спектра звезд. На их основе определяют абсолютные величины Новых и переменных типа RR Лиры и Цефея, которые становятся первичными индикаторами расстояния до ближайших галактик, где они видны. Шаровые скопления, ярчайшие звезды и эмиссионные туманности этих галактик становятся вторичными индикаторами и дают возможность определять расстояния до более далеких галактик. Наконец, в качестве третичных индикаторов используются диаметры и светимости самих галактик. В качестве меры расстояния астрономы обычно используют разность между видимой звездной величиной объекта m и его абсолютной звездной величиной M ; эту величину (m – M ) называют «видимым модулем расстояния». Чтобы узнать истинное расстояние, его необходимо исправить с учетом поглощения света межзвездной пылью. При этом ошибка обычно достигает 10–20%.

Внегалактическая шкала расстояний время от времени пересматривается, а значит, меняются и прочие параметры галактик, зависящие от расстояния. В табл. 1 приведены наиболее точные на сегодня расстояния до ближайших групп галактик. До более далеких галактик, удаленных на миллиарды световых лет, расстояния оцениваются с невысокой точностью по их красному смещению (см. ниже : Природа красного смещения).

Таблица 1. РАССТОЯНИЯ ДО БЛИЖАЙШИХ ГАЛАКТИК,ИХ ГРУПП И СКОПЛЕНИЙ

Загадочные места

Устремляя свой взор на звезды, человечество издавна хотело узнать, что же находится там – в пучине космоса, какие там законы и есть ли разумные существа. Мы живем в 21 веке, это время, когда космические полеты это обыденная часть нашей жизни, конечно же, люди пока не летают на космических кораблях, как на самолетах на Земле, но сообщения о запусках и приземлениях всяческих исследовательских зондов это уже вполне привычное явление. Пока что только Луна, наш спутник, стала первым и единственным внеземным объектом, куда ступила нога человека, следующим этапом будет высадка человека на Марсе. Но в этой статье мы поговорим не о “красной планете” и даже не о ближайшей звезде, мы обсудим любопытный вопрос, какое расстояние до ближайшей галактики. Хоть с технической точки зрения такие далекие полеты неосуществимы в данный момент, все равно интересно узнать примерные сроки “путешествия”.

Если вы прочтете нашу статью о том, сколько лететь до ближайшей звезды, то поймете, что перемещение космического корабля до ближней галактики это нечто невообразимое. С технологиями сегодняшнего дня долететь, не то что до галактики, до звезды очень сложно. Однако это кажется невыполнимым, если опираться на классические законы физики (нельзя превысить скорость света) и технологии сжигания топлива в двигателях, какими бы совершенными они не были. Для начала давайте поговорим о расстоянии между нашей галактикой и ближайшей, чтобы вы понимали грандиозные масштабы гипотетического путешествия.

Расстояния до ближайших галактик

Мы живем в галактике, которую образно назвали «Млечный путь», она имеет спиральную структуру и содержит примерно 400 миллиардов звезд. Расстояние от одного конца до другого свет преодолевает примерно за сто тысяч лет. Наиболее близкой к нашей является галактика Андромеда, которая также имеет спиральное строение, но является более массивной, в ней содержится примерно один триллион звезд. Две галактики постепенно приближаются друг к другу со скоростью 100-150 километровв секунду, через четыре миллиарда лет они «сольются» в единое целое. Если через столько лет на Земле еще будут жить люди, то они не заметят никаких преобразований, кроме постепенного изменения звездного неба, т.к. расстояния между звездами очень велики, то шансы столкнуться очень малы.

Расстояние до ближайшей галактики составляет примерно 2,5 млн. световых лет, т.е. свету из галактики Андромеда нужно 2,5 млн. лет, чтобы достигнуть пределов Млечного пути.

Также существует «мини-галактика», которую назвали «Большое Магелланово облако», она имеет небольшие размеры и постепенно уменьшается, с нашей галактикой Магелланово облако не столкнется, т.к. имеет другую траекторию. Расстояние до этой галактики составляет примерно 163 тыс. световых лет, именно она является наиболее ближайшей к нам, но из-за своих размеров ученые предпочитают называть ближайшей к нам именно галактику Андромеда.

Чтобы долететь до Андромеды на самом быстром и современном космическом корабле, который построен на данный момент, потребуется целых 46 миллиардов лет! Проще «подождать» пока она сама прилетит до Млечного пути «всего» через 4 миллиарда лет.

Скоростной «тупик»

Как вы поняли из данной статьи, до ближайшей галактики даже свету “проблематично” долететь, межгалактические расстояния огромны. Человечеству нужно искать иные способы перемещения в космическом пространстве, чем “стандартные” двигатели на топливе. Конечно, на данном этапе нашего развития в этом направлении нужно “копать”, развитие скоростных двигателей поможет нам быстрее освоить просторы нашей Солнечной системы, человек сможет ступить не только на Марс, но и на другие планеты, например, Титан – спутник Сатурна, который уже давно интересует ученых.

Возможно, на усовершенствованном космическом корабле люди смогут долететь даже до Проксима Центавры – ближайшей к нам звезде, а если человечество научиться достигать скорости света, то лететь до ближних звезд можно будет годы, а не тысячелетия. Если говорить о межгалактических полетах, то тут нужно искать совершенно иные пути перемещения в пространстве.

Возможные способы преодоления огромных расстояний

Ученые уже давно пытаются понять природу “черных дыр” – массивных объектов с такой сильной гравитацией, что даже свет не может вырваться из их недр, ученые предполагают, что сверхгравитация таких “дыр” может прорывать “полотно” пространства и открывать пути в какие-то иные точки нашей Вселенной. Даже если это и так, то способ путешествия через черные дыры имеет несколько недостатков, главный из которых это “не спланированное” перемещение, т.е. люди на космическом корабле не смогут выбирать точку во Вселенной, куда хотят попасть, они будут лететь туда, куда “захочет” дыра.

Также такое путешествие может стать односторонним, т.к. дыра может схлопнуться или изменить свои свойства. Кроме того, сильная гравитация может воздействовать не только на пространство, но и на время, т.е. космонавты будут улетать как бы в будущее, для них время будет течь, как и обычно, но на Земле могут пройти годы или даже столетия до их возвращения (этот парадокс хорошо показан в недавнем фильме “Интерстеллар”).

Ученые, занимающиеся квантовой механикой, выяснили поразительный факт, оказывается, скорость света это не предел перемещения во Вселенной, на микроуровне есть такие частицы, которые появляются на мгновение в одной точке пространства, а затем исчезают, и появляются в другой, расстояние для них не имеет значения.

“Теория струн” гласит, что наш мир имеет многомерную структуру (11 измерений), возможно, поняв эти принципы, мы научимся перемещаться на любые расстояния. Космическому кораблю даже не нужно будет никуда лететь и разгоняться, стоя на месте, он сможет, с помощью некоего гравитационного генератора, свертывать пространство, попадая тем самым в любую точку Вселенной.

Сила научного прогресса

Научному миру стоит обратить больше внимания на микромир, ведь, возможно, именно здесь кроются ответы на вопросы быстрого перемещения по Вселенной, без революционных открытий в этой области человечество не сможет преодолевать большие космические расстояния. Благо для этих исследований построен мощнейший ускоритель частиц – Большой адронный коллайдер, который поможет ученым в понимании мира элементарных частиц.

Надеемся, что в данной статье мы подробно рассказали о расстоянии до ближайшей галактики, мы уверены, что рано или поздно человек все же научиться преодолевать расстояния в миллионы световых лет, возможно, тогда мы и повстречаем наших “братьев” по разуму, хотя автор этих строк считает, что эту случиться раньше. О значении и последствиях встречи с внеземными цивилизациями можно написать отдельный трактат, это, как говорится, “уже другая история”.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector