Самая крупная галактика в местной группы галактик. С какой скоростью движется Местная группа галактик
Местная Группа Галактик
Подгруппа MW имеет линейный размер порядка 140 кпк, дисперсия лучевых скоростей галактик в ней -- 68 км/с.
- Как видно из Таблицы 1 карликовые диффузные (сфероидальные) галактики типа Sculptor dSph составляют более половины объектов подгруппы нашей Галактики.
- За исключением наиболее далеких карликовых галактик NGC 6822 +SagittariusDIG и Tucana (которые могут быть несвязанными спутниками Галактики) все остальные галактики имеют приливной индекс > 0, т.е. являются гравитационно связанными, так что подгруппа занимает в пространстве объем, границы которого можно представить эллипсоидом с соотношением осей Z:Y:X=8:3:1. Вместе с облаками нейтрального водорода из Магелланова Потока эту структуру следовало бы называть полярным эллипсоидом, а не полярным кольцом.
- Сфероидальная карликовая галактика Лев-I на расстоянии 0.27 Мпк ( Lee et. al., 1993) имеет лучевую скорость +176 км/с ( Zaritsky et. al., 1989) по отношению к центру Галактики, что значительно больше чем параболическая скорость 118 км/с. В соответствии со сценарием описанным в работе Byrd et.al. (1994) галактика Лев-I была выброшена из из окрестности M31 , когда галактики M31 и Млечный Путь отдалились друг от друга .
- Распределение сфероидальных и иррегулярных спутников не показывает заметной сегрегации с расстоянием от нашей Галактики.
- Судя по средней лучевой скорости спутников +19±20 км/с, подгруппа Млечный Путь не испытывает значительного сжатия или расширения.
Подгруппа M31
 |
| Подгруппы Месной Группы |
Система галактики туманность Андромеды, видимая извне, группируется вокруг ее главной
галактики М31 , содержащая ближайшие к ней галактики
с большой поверхностной яркостью
М32 и М110 ,
а также более слабые и более
далекие NGC147 и NGC185 , очень слабые системы
And I, And II, And III.
Летом 1998 года двумя группами наблюдателей
(И.Д.Караченцев и
В.Е.Караченцева ;
T.Armandroff , J.Davies и G.Jacoby)
были обнаружены
по крайней мере еще 3 карликовые
сфероидальные галактики -- возможно, далекие члены подгруппы M31
(одна из этих галактик была независимо открыта обеими группами):
Pegasus DEG (And VI),
Cassiopea Dw и
And V .
Третьяя по величине галактика Местной Группы
- M33 (Triangulum),
которая может быть, а может и не быть далеким
гравитационно связанным компаньоном
M31, сама имеет карликовый спутник LGS 3.
- Спутники галактики в Андромеде формируют плоскую систему с соотношением осей 5:2:1. Ее большая полуось и большая (полярная) ось подгруппы Млечный Путь образуют угол около 57 o .
- Морфологическая сегрегация в подгруппе уверенно прослеживается. Все семь ближайших спутников M31 имеют типы E и Sph, в то время как на периферии обнаружены только спиральные и иррегулярные галактики.
- Как было отмечено Арпом (1982) , распределение лучевых скоростей спутников M31 сильно асимметрично. При использовании нашего критерия членства галактик разница лучевых скоростей снижается по сравнению с Арпом до +46±29 км/с. Однако, если считать полную массу M31 больше; скажем к =3.0 вместо 2.5, то то в зону влияния M31 попадут и др. галактики (WLM , Pegasus и NGC 404), которые увеличивают асимметрию до +70 км/с.
- Ассиметрия лучевых скоростей значительно уменьшается, если рассматривать систему относительно центра масс M31+M33 . Это может служить доводом в пользу того, что главная масса этой подгруппы заключена в ее членах, а не распределена по всему объему группы.
- Число спутников, находящихся на Севере и на Юге от M31 несколько асимметрично. Если это вследствии поглощения излучения нашей Галактикой, то следует ждать открытия новых членов подгруппы вблизи галактики IC 10 . Справедливость этого предположения была показана совсем недавно .
Галактики NGC3109 , Antlia ,Sextans A и Sextans B , по-видимому, формируют, отдельную подгруппу с V r =+114+-12 км/с, которая располагается вне так называемого "нулевого расстояния Местной Группы" 1.7 Мпк от центроида Местной Группы (van den Bergh, 1999).
Другие члены не могут быть отнесены к какой-либо главной подгруппе и двигаются совершенно изолированно в гравитационном поле членов гигантских групп. Подструктуры в группе вероятно не стабильны. Наблюдения и расчеты дают основания полагать, что группы очень динамичны и изменялись в прошлом значительно : галактики вокруг большой эллиптической галактики Maffei 1 по всей видимости были когда-то членами группы нашей галактики.
Все вышесказанное показывает, что МГ не изолирована, а находиться в гравитационном взаимодействии и обмене членами с ближайшими окружающими группами галактик. Особенно заметно взаимодействие с:
- группой IC342/Maffei , которая кроме гигантской эллиптической галактики также содержит меньшую по размерам Maffei 2 , и взаимодействует с комплексом вокруг IC 342 . Сильно поглощается пылью, так как находится вблизи экваториальной плоскости Млечного Пути.
- группа Sculptor"a или группа Южного Полюса (с членами, находящимися вокруг Южного Галактического Полюса), в которой доминирует галактика NGC 253
- группа M83
| Галактика | Альт. имя | RA (2000.0) | Dec (2000.0) | Тип | V_r | Расст. | Диам. | V B tot | A B |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| WLM | DDO221 | 00:01:58 | -15:27:51 | IB(s)m IV-V | - 116 | 950 | 11.5x4.0 | 11.03 | 0.09 |
| IC 10 | UGC192 | 00:20:24 | +59:17:30 | IBm? | -344 | 660 | 6.3x5.1 | 11.80 | |
| Cetus | dSph | 775 | |||||||
| NGC 147 | DDO 3 | 00:33:12 | +48:30:29 | dE5 pec | -193 | 660 | 13.2x7.8 | 10.47 | 0.70 |
| And III | A0032+36 | 00:35:17 | +36:30:31 | dSph | 760 | 4.5x3.0 | 15.00 | 0.19 | |
| NGC 185 | UGC396 | 00:38:58 | +48:20:12 | dE3 pec + Sy | -202 | 620 | 11.7x10.0 | 10.10 | 0.78 |
| NGC205 | M 110 | 00:40:22 | +41:41:26 | E5 pec | - 241 | 725 | 21.9x11.0 | 8.92 | 0.14 |
| M32 | NGC 221 | 00:42:42 | +40:51:52 | E2 (cE2) | -205 | 725 | 8.7x6.5 | 9.03 | 0.31 |
| M31 | NGC 224 | 00:42:44 | +41:16:09 | SA(s)b Liner | -300 | 725 | 190x60 | 4.36 | 0.10 |
| And I | A0043+37 | 00:45:44 | +38:00:23 | dE3 pec ? | 810 | 2.5x2.5 | 13.6 | 0.20 | |
| SMC | NGC292 | 00:52:45 | -72:49:43 | SB(s)m pec | +158 | 58 | 320x185 | 2.7 | 0.17 |
| Scl dw Irr | E349-G31 | 00:08:13 | -34:34:42 | dIBm | +207 | 1.1x0.9 | 15.48 | ||
| Scl dSph | E351-G30 | 01:00:09 | -33:42:33 | dE3 pec | +110 | 84 | 39.8x30.9 | 10.50 | |
| LGS 3 | Psc dw | 01:03:53 | +21:53:05 | dIr/dSph | -277 | 810 | 2x2 | 18.00 | 0.10 |
| IC1613 | DDO 8 | 01:04:54 | +02:08:00 | IAB(s)m V | -234 | 720 | 16.2x14.5 | 9.88 | 0.02 |
| And V | 01:10:17 | +47:37:41 | dSph | 810 | |||||
| And II | 01:16:11 | +33:21:43 | E? | 680 | 3.6x2.52 | 13.5 | 0.14 | ||
| M33 | NGC 598 | 01:33:51 | +30:39:37 | SA(s)cd II-III | -179 | 795 | 70.8x41.7 | 6.27 | 0.18 |
| Phe dw | E245-G07 | 01:51:06 | -44:26:41 | IAm | +56 | 417 | 4.9x4.1 | 13.07 | |
| For dw | E356-G04 | 02:39:59 | -34:26:57 | dE4 | +53 | 140 | 17.0x12.6 | 9.04 | |
| LMC | E056-G115 | 05:23:34 | -69:45:22 | SB(s)m | +278 | 55 | 645x550 | 0.9 | 0.25 |
| Car dw | E206-G220 | 06:41:37 | -50:57:58 | dE3 | +229 | 100 | 23.4x15.5 | 22.14 | 0.10 |
| Leo A | DDO 69 | 09:59:24 | +30:44:42 | IBm V | +20 | 690 | 5.1x3.1 | 12.92 | 0.07 |
| Sex B | DDO 70 | 10:00:00 | +05:19:42 | Im+ IV-V | +301 | 1370 | 5.1x3.5 | 11.85 | 0.05 |
| NGC 3109 | DDO 236 | 10:03:07 | -26:09:32 | SB(s)m | +403 | 1260 | 19.1x3.7 | 10.39 | 0.14 |
| Antlia | A1001-27 | 10:01.8* | -27:05* | dE3 | +361 | 1320 | 1 | ||
| Leo I | Regulus G. | 10:08:27 | +12:18:27 | dE3 | +168 | 270 | 9.8x7.4 | 11.8 | 0.09 |
| Sex A | DDO 75 | 10:11:06 | -04:42:28 | IBm+ V | +324 | 1420 | 5.9x4.9 | 11.86 | 0.06 |
| Sex dw | 10:13:03 | -01:36:53 | dE3 | +230 | 87 | 0.07 | |||
| Leo II | DDO 93 | 11:13:29 | +22:09:17 | dE0 pec | +90 | 215 | 12.0x11.0 | 12.6 | 0.00 |
| GR 8 | DDO 155 | 12:58:39 | +14:13:02 | Im V | +214 | 1700 | 1.1x1.0 | 14.68 | 0.04 |
| E269-G70 | 13:10.6* | -43:07* | -8 | ||||||
| IC 4247 | 13:24.0* | -30:06* | +274 | ||||||
| UMi dw | DDO 199 | 15:09:11 | +67:12:52 | dE4 | -209 | 60 | 30.2x19.1 | 11.9 | 0.04 |
| Dra dw | DDO 208 | 17:20:19 | +57:54:48 | dE0 pec | -281 | 76 | 35.5x24.4 | 10.9 | 0.08 |
| Млечный Путь | 17:45.6 | -28:56 | SAB(s)bc I-II ? | 0 | 10 | 30 | |||
| SagDEG | 18:55 | -30:30 | dE7 | 24 | |||||
Галактики в большинстве своем собраны в некие объединения - группы, скопления и сверхскопления. Если построить трехмерную модель известной нам части Вселенной, то окажется, что распределение галактик напоминает структуру пчелиных сот или рыбачьей сетки - сравнительно тонкие «стенки» и «волокна» окружают большие «пузыри» практически пустого пространства, так называемые войды. Скопления галактик являются «узлами» этой «сетки». Самая низшая ступень объединения - группа. Обычно группы состоят из небольшого (не более 50) числа галактик всех мастей и имеют размер от 1 до 2 Мпк. Масса группы галактик не превышает, как правило, 13 солнечных масс, а индивидуальная скорость галактик в группе составляет примерно 150 км/с. Скоплениями называют объединения галактик большие, чем группа, хотя четкого различия между этими двумя классами нет. В скопление могут входить и сотни, и десятки тысяч галактик. Известно много скоплений галактик; их каталогом, составленным Дж. Абелем, астрономы пользуются и сейчас. В свою очередь скопления галактик объединяются в галактические сверхскопления. Еще во второй половине 50-х годов прошлого века было обнаружено, что большая часть самых ярких галактик, видимых из Земли, образуют целостную структуру, в центре которой находится скопление в созвездии Девы, а на ее периферии находится наша Местная группа галактик. Эта структура была названа Местным сверхскоплением галактик. Местное сверхскопление охватывает в космосе участок размерами в несколько десятков мегапарсек, что в 10 раз превышает размер скопления в созвездии Девы.
МЕСТНАЯ ГРУППА ГАЛАКТИК – это совокупность нескольких десятков ближайших галактик, окружающих нашу звездную систему – галактику Млечный Путь. Члены Местной группы движутся друг относительно друга, но при этом связаны взаимным тяготением и поэтому длительное время занимают ограниченное пространство размером около 6 млн. световых лет и существуют отдельно от других подобных групп галактик. Считается, что все члены Местной группы имеют общее происхождение и эволюционируют совместно уже около 13 млрд. лет.
В Местную группу входит более 50 галактик. Это число постоянно увеличивается с обнаружением новых галактик. Местную группу можно разделить на несколько подгрупп:
Группа Млечного Пути состоит из гигантской спиральной галактики Млечный Путь и 14 её известных спутников (по состоянию на 2005 год), представляющих собой карликовые и в основном неправильные (по форме) галактики;
Группа Андромеды весьма похожа на группу Млечного Пути: в центре группы находится гигантская спиральная галактика Андромеды. Её 18 известных (по состоянию на 2005 год) спутников тоже являются в основном карликовыми галактиками;
Группа Треугольника - галактика Треугольника и её возможные спутники;
Прочие карликовые галактики, которые нельзя определить ни в одну из указанных групп.
Поперечник Местной группы составляет порядка одного мегапарсека. Местная группа является частью местного сверхскопления - сверхскопления Девы, главную роль в котором играет скопление Девы.
Млечный путь – галактика, в которой находится наша Солнечная система. Галактика получила свое название из-за того, что Земля находится в плоскости галактики и потому она видна на небе как полоса дымки (на самом деле все звезды, видимые невооруженным глазом на небе, лежат в Млечном пути). То, что эта дымка является скоплением множества звезд, доказал Галилей в 1610 году. То, что Млечный путь – лишь одна из множества галактик, показал Эдвин Хаббл. Млечный путь – спиральная галактика с перемычкой, диаметром 100-120 тысяч световых лет и толщиной около 1000 световых лет, содержащая 200-400 миллиардов звезд. Недавно было доказано, что в среднем все звездные системы Млечного пути имеют как минимум одну планету. Плотность звезд в Млечном пути резко падает при удалении на 40000 световых лет от центра галактики. Причина этого явления пока не известна. Период обращения всей галактики составляет от 15 до 20 миллионов лет. Возраст Млечного пути – около 13.2 миллиардов лет, так что это одна из первых галактик. В центре галактики располагается перемычка, от которой отходят четыре рукава (возможно, только два из них – полноценные рукава), состоящих из звезд, газа и пыли, хотя до начала 90-х считалось, что Млечный путь – обычная спиральная галактика. В центре галактики находится небольшой, но очень массивный источник мощного излучения Стрелец А*. Вероятнее всего это черная дыра.
Магеллановы Облака - Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако - галактики-спутники Млечного Пути. Оба Облака ранее считались неправильными галактиками, но впоследствии обнаружили особенности структуры спиральных галактик с перемычкой. Они располагаются относительно близко друг к другу и образуют гравитационно-связанную (двойную) систему. Видны невооружённым глазом в южном полушарии. Оба Облака «плавают» в общей водородной оболочке.
Магеллановы Облака находятся на высоких галактических широтах, поэтому свет от них мало поглощается Млечным Путем, к тому же плоскость Большого Магелланового Облака находится почти перпендикулярно лучу зрения, так что, для видимых рядом объектов в нём зачастую будет верно утверждать, что они близки пространственно. Эти особенности Магеллановых Облаков позволили изучать на их примере закономерности распределения звёзд и звёздных скоплений.
Магеллановы Облака имеют ряд особенностей, отличающих их от Млечного Пути. Например, там обнаружены звёздные скопления с возрастом 10 7 -10 8 лет, тогда как скопления Млечного Пути обычно старше 10 9 лет.
Магеллановы облака были знакомы мореходам южного полушария, и в XV веке их называли «Капскими облаками». Фернан Магеллан использовал их для навигации, как альтернативу Полярной звезде, во время своего кругосветного путешествия в 1519-1521 годах. Когда, после гибели Магеллана, его корабль вернулся в Европу, Антонио Пигафетта (спутник Магеллана и официальный летописец путешествия) предложил назвать Капские Облака Облаками Магеллана в качестве своеобразного увековечения его памяти.
Звёзды представляют собой массивные светящиеся газовые (плазменные) шары. Образуются из газово-пылевой среды (главным образом из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия. Температура вещества в недрах звёзд измеряется миллионами кельвинов, а на их поверхности - тысячами кельвинов. Энергия подавляющего большинства звёзд выделяется в результате термоядерных реакций превращения водорода в гелий, происходящих при высоких температурах во внутренних областях. Звёзды часто называют главными телами Вселенной, поскольку в них заключена основная масса светящегося вещества в природе. Примечательно и то, что звёзды имеют отрицательную теплоёмкость. 3везды бывают новорожденными, молодыми, среднего возраста и старыми. Новые звезды постоянно образуются, а старые постоянно умирают. Самые молодые, которые называются звездами типа Т Тельца (по одной из звезд в созвездии Тельца), похожи на Солнце, но гораздо моложе его. Фактически они все еще находятся в процессе формирования и являются примерами протозвезд (первичных звезд). Это переменные звезды, их светимость меняется, поскольку они еще не вышли на стационарный режим существования. Вокруг многих звезд типа Тельца имеются вращающиеся диски вещества; от таких звезд исходят мощные ветра. Энергия вещества, которое падает на протозвезду под действием силы тяготения, превращается в тепло. В результате температура внутрипротозвезды все время повышается. Когда центральная ее часть становится настолько горячей, что начинается ядерный синтез, протозвезда превращается в нормальную звезду. Как только начинаются ядерные реакции, у звезды появляется источник энергии, способный поддерживать ее существование в течение очень долгого времени. Насколько долгого - это зависит от размера звезды в начале этого процесса, но у звезды размером с наше Солнце топлива хватит па стабильное существование в течение примерно 10 миллиардов лет. Однако случается, что звезды, гораздо более массивные, чем Солнце, существуют всего несколько миллионов лет; причина в том, что они сжимают свое ядерное топливо с гораздо большей скоростью. Все звезды в основе своей похожи на наше Солнце: это огромные шары очень горячего светящегося газа, в самой глубине которых вырабатывается ядерная энергия. Но не все звезды в точности такие, как Солнце. Самое явное различие - это цвет. Кроме того, звезды различаются и по яркости, и по блеску. Насколько яркой выглядит звезда в небе, зависит не только от ее истинной светимости, но также и от расстояния, отделяющего ее от нас. С учетом расстояний, яркость звезд меняется в широком диапазоне: от одной десятитысячной яркости Солнца до яркости более чем миллиона Солнц. Подавляющее большинство звезд, как оказалось, располагается ближе к тусклому краю этой шкалы. Солнце, которое во многих отношениях является типичной звездой, обладает гораздо большей светимостью, чем большинство других звезд. Невооруженным глазом можно увидеть очень небольшое количество слабых по своей природе звезд. В созвездиях нашего неба главное внимание привлекают к себе "сигнальные огни" необычных звезд, тех, что обладают очень большой светимостью. Почему же звезды так сильно различаются по своей яркости? Оказывается, тут не зависит от массы звезды. Количество вещества, содержащееся в конкретной звезде, определяет ее цвет и блеск, а также то, как блеск меняется во времени. Самые массивные звезды одновременно и самые горячие, и самые яркие. Выглядят они белыми или голубоватыми. Несмотря на свои огромные размеры, эти звезды производят такое колоссальное количество энергии, что все их запасы ядерного топлива перегорают за какие-нибудь несколько миллионов лет. В противоположность им звезды, обладающие небольшой массой, всегда неярки, а цвет их - красноватый. Они могут существовать в течение долгих миллиардов лет. Однако среди очень ярких звезд в нашем небе есть красные и оранжевые. К ним относятся и Альдебаран - глаз быка в созвездии Телец, и Антарес в Скорпионе. Эти звезды очень сильно расширились и теперь по размеру намного превосходят нормальные красные звезды. По этой причине их называют гигантами, или даже сверхгигантами. Благодаря огромной площади поверхности, гиганты излучают неизмеримо больше энергии, чем нормальные звезды вроде Солнца, несмотря на то, что температура их поверхности значительно ниже. Диаметр красного сверхгиганта - например, Бетельгейзе в Орионе - в несколько сот раз превосходит диаметр Солнца. Напротив, размер нормальной красной звезды, как правило, не превосходит одной десятой размера Солнца. По контрасту с гигантами их называют "карликами". Гигантами и карликами звезды бывают на разных стадиях своей жизни, и гигант может в конце концов превратиться в карлика, достигнув "пожилого возраста". У звезды два параметра, определяющие все внутренние процессы - масса и химический состав. Если их задать для одиночной звезды, то на любой момент времени можно предсказать все остальные физические характеристики звезды, такие как блеск, спектр, размер, внутренняя структура.
Масса
Достоверно определить массу звезды можно, только если она является компонентом двойной звезды. В этом случае массу можно вычислить, используя обобщённый третий закон Кеплера. Но даже при этом оценка погрешности составляет от 20 % до 60 % и в значительной степени зависит от погрешности определения расстояния до звезды. Во всех прочих случаях приходится определять массу косвенно, например, из зависимости масса - светимость. Видимые звездные величины ничего не говорят ни об общей энергии, излучаемой звездой, ни о яркости ее поверхности. Действительно, вследствие различия в расстояниях маленькая, сравнительно холодная звезда только из-за своей относительно большой близости к нам может иметь значительно меньшую видимую звездную величину (т.е. казаться ярче), чем далекий горячий гигант. Если расстояния до двух звезд известны, то на основании их видимых звездных величин легко найти отношение излучаемых ими действительных световых потоков. Для этого достаточно освещенности, создаваемые этими звездами, отнести к общему для всех звезд стандартному расстоянию. В качестве такого расстояния принимается 10 парсек. Звездная величина, которую имела бы звезда, если ее наблюдать с расстояния в 10 парсек, называется абсолютной звездной величиной. Как и видимые, абсолютные звездные величины могут быть визуальными, фотографическими и т.д.
Еще одна существенная характеристика звезды - ее радиус. Радиусы звезд меняются в очень широких пределах. Есть звезды, по своим размерам не превышающие земной шар (так называемые "белые карлики"), есть огромные "пузыри", внутри которых могла бы свободно поместиться орбита Марса. Мы не случайно назвали такие гигантские звезды "пузырями". Из того факта, что по своим массам звезды отличаются сравнительно незначительно, следует, что при очень большом радиусе средняя плотность вещества должна быть ничтожно малой. Если средняя плотность солнечного вещества равна 1,4 г/см3, то у таких "пузырей" он может быть в миллионы раз меньше, чем у воздуха. В то же время белые карлики имеют огромную среднюю плотность, достигающую десятков и даже сотен тысяч граммов на кубический сантиметр.
Диаметр Млечного Пути — 100 000 световых лет, поэтому неудивительно, что астрономы некогда полагали, будто наша Галактика вмещает в себя всю Вселенную. В начале прошлого века в ходе наблюдений за переменными звездами неожиданно выяснилось: два маленьких облачка, лежащие отдельно от Млечного Пути, находились на расстоянии почти 200 000 световых лет. Вскоре стало понятно, что это огромные самостоятельные группы звезд. Так выяснилось, что Млечный Путь — всего лишь одна из множества галактик.
Помимо этого, стало также понятно, что галактики сцеплены взаимным гравитационным притяжением. Некоторые такие скопления состоят из сотен крупных галактик, наша же Местная группа в этом смысле относительно скромная. Она содержит всего три крупные спиральные галактики () и где-то два десятка меньших карликовых галактик, которые делятся на два отдельных класса — неправильные и эллиптические.
ГАЛАКТИКИ-СПУТНИКИ
Крупнейшие спутники Млечного Пути, Магеллановы Облака видны в южной части неба. Более эффектным представляется Большое Магелланово Облако (БМО), которое физически больше и ближе к нам, чем Малое Магелланово Облако (ММО). Оба являются неправильными галактиками с диаметром 20 000 и 10 000 световых лет соответственно. Формируют их огромные газопылевые облака в звездообразующих областях.
Туманность Тарантул в БМО настолько яркая, что если бы она лежала на таком же расстоянии, как Большая туманность Ориона, то покрывала бы огромную площадь неба. Кроме того, именно в БМО имела место недавняя яркая вспышка сверхновой — эффектный взрыв, сигнализировавший о смерти чрезвычайно массивной звезды.
Неправильные галактики часто оказываются местом интенсивного формирования звезд. Астрономы считают, что это, возможно, относительно молодые тела, примитивные «строительные блоки», из которых когда-нибудь сформируются спиральные галактики. Магеллановы Облака, похоже, совершают виток вокруг Млечного Пути в течение более чем миллиарда лет. Некоторая активность в процессе рождения звезд здесь, возможно, провоцируется подъемом в них приливных волн от нашей галактики.
Сверхновая 1987A . В 1987 году в БМО вспыхнула ярчайшая сверхновая последнего времени. Ее вспышка была настолько яркой, что, невзирая на колоссальное расстояние, на короткое время она появилась на небе Земли, достигнув блеска 3-й звездной величины (ее можно было увидеть невооруженным глазом). Взрыв вскоре связали с разрушением голубого сверхгиганта Сандьюлик -69°202. До 1987 года большинство астрономов считали, что звезды такого типа вряд ли могут вспыхивать в виде сверхновых, теперь же они подозревают, что этот голубой сверхгигант начал свою жизнь как двойная система, в дальнейшем же его объекты постепенно по спирали сближались и на каком-то этапе до взрыва слились.
МАГЕЛЛАНОВ ПОТОК
Один из признаков того, что Облака испытывают калечащее гравитационное воздействие, — это хвост из газа и свободных звезд, названный Магеллановым Потоком. Однако замеры скорости движения облаков в космосе дают основание полагать, что они оказались на своей орбите недавно. Но если они все-таки находятся на этой орбите, то с каждым очередным приближением к Млечному Пути он будет отрывать от них куски и деформировать, пока, в конце концов, окончательно не проглотит.
Скрытые галактики . Плотные звездные облака, лежащие вдоль плоскости Млечного пути, закрывают нам вид на межгалактическое пространство. Вот почему некоторые близлежащие галактики оставались скрытыми от наших глаз до недавнего времени. Один из таких примеров — спиральная галактика Циркуль, обнаруженная только в 1970-х годах. Правда, самым впечатляющим стало открытие т. н. карликовой эллиптической галактики в Стрельце (по англ. — SagDEG) и карликовой галактики в Малом Псе. Обе эти галактики сегодня поглощаются Млечным Путем. Они были найдены только благодаря глубокому анализу звезд вокруг центрального региона нашей галактики.
НЕБЕСНЫЙ ШРЕДДЕР
Совсем рядом лежат доказательства того, что Магеллановы Облака — далеко не первые жертвы Млечного Пути. В 1994 году астрономы открыли остатки другой маленькой галактики, расположенной непосредственно за центром нашей Галактики. Эта карликовая эллиптическая галактика SagDEG в Стрельце первоначально была шаром из старых красных и желтых звезд с небольшим количеством пыли и газа. Однако в результате столкновения с Млечным Путем ее разорвало на вытянутый караван звезд.
МОНСТР В КАПЮШОНЕ
В пространстве вокруг Млечного Пути находятся еще несколько маленьких неправильных и эллиптических галактик, ни одна из которых, правда, ничем не примечательна для обычного наблюдателя. Следующая по значимости галактика настолько большая и яркая, что ее нетрудно увидеть невооруженным глазом. Галактика Андромеды, не менее известная под своим номером в каталоге Мессье М31, представляет собой спиральную галактику диаметром около 250 000 световых лет, в два раза больше диаметра Млечного Пути.
С нашей точки обзора космоса мы видим Андромеду чуть выше вида с ребра, поэтому нам она кажется сияющим пушистым эллипсом шириной, равной примерно шести диаметрам полной Луны, с явной концентрацией света в центре. Фотографии с долгой экспозицией обнаруживают темные пылевые аллеи, которые помогают отслеживать водоворот спиральных рукавов.
СТРАННАЯ СЕСТРА
М31 отличается от нашей Галактики некоторыми интригующими моментами. Андромеда составляет всего 2/3 массы нашей галактики. Это говорит о том, что в Млечном Пути намного больше газа, пыли и прочей невидимой темной материи. Анализ ядра этой галактики показывает, что в нем лежит необыкновенно плотное скопление звезд. Считается, что оно окружает сверхмассивную черную дыру с массой, примерно равной 30 млн Солнц.
СЕМЕЙСТВО М31
Как и у Млечного Пути, у галактики М31 имеется свое значительное семейство галактик-спутников. Самыми выдающимися из них считаются две эллиптические галактики М32 и М110. Хотя размер их невелик, плотность расселения звезд в них куда выше, чем в любой другой карликовой эллиптической галактике в наших окрестностях. Более того, похоже, что совсем недавно в них происходили всплески звездообразования. Некоторые астрономы предполагают, что эти галактики представляют собой сохранившиеся остатки сердцевины малых спиральных галактик, разбитых Андромедой.
ТРЕТЬЯ В СВОЕМ РОДЕ
Другие спутники галактики М31 — это карликовые эллиптические и неправильные галактики, однако там же неподалеку лежит третий крупнейший член Местной группы, который, возможно, вращается на орбите вокруг Андромеды — МЗЗ, или галактика Треугольника.
Это еще одна спиральная галактика диаметром в половину Млечного Пути. Лежит МЗЗ плашмя лицом к Земле, но она не такая красивая, как Андромеда. Несмотря на относительную тусклость, МЗЗ содержит одну из крупнейших из ныне известных туманностей, в которых рождаются звезды. Это громадное образование из газа, пыли и звезд настолько яркое, что его внесли в каталог под отдельным номером NGC 604.
Местная группа галактик
Группа галактик, в которую входит наш Млечный Путь, находится на периферии (на рассто-янии около 50 млн. световых лет от центра) гигантского скопления галактик, видимого на нашем небе в созвездии Девы (Virgo Cluster) и состоящего из более чем 2000 звездных систем. Оно образовано на пе-ресечении двух вселенских волокон темной материи. Нужно отметить, что это скопление — одно из велико-го множества сверхскоплений звез-дных островов, составляющих во-локнистую мегаструктуру наблюда-емой сегодня части Вселенной.
Гипотетические обитатели высоко-развитой цивилизации, расположен-ной в центре скопления Девы, с ис-пользованием мощных телескопов могли бы наблюдать тесную пару спи-ральных галактик, обозначенную сла-быми туманными черточками на звез-дном небе — такой оттуда видна наша Местная группа, свет от которой шел бы к этим воображаемым наблюдате-лям 50 млн. лет. Около полусотни более мелких галактик, входящих в нашу группу, сложно зарегистрировать с та-кого огромного расстояния, и наоборот, число звездных систем, входящих, со-гласно современным подсчетам, в Virgo Cluster, не включает в себя ог-ромное количество карликовых галак-тик в пределах этого сверхскопления.
Применяемое астрономами понятие Местная (Локальная) группа может быть интерпретировано как небольшой городок на окраине страны, на улицах которого действуют свои законы. Его жители активно взаимодействуют, определяя настоящее и будущее друг друга, более сильные члены сообщес-тва организовывают и подчиняют сво-ей воле движение более слабых, а в ко-нечном итоге поглощают их (ученые любят называть эти процессы в жизни галактик каннибализмом), возбуждая в своей разросшейся утробе активные процессы зарождения новых поколе-ний звезд, планетных систем и, воз-можно, новой органической жизни.
Подобные сценарии описывают за-рождение и развитие нашей Галактики и галактики Туманность Андромеды (М31). Слияние этой парочки через нес-колько миллиардов лет очень вероятно с точки зрения современной науки.
Имея в поперечнике около 6 млн. световых лет, наша Местная группа представляет собой Вселенную в ми-ниатюре. Ее строение и состав позво-ляет нам в деталях исследовать про-цессы рождения, развития и структу-ру всех известных на сегодняшний день типов галактик. Изучая звезды, образующие галактики нашего бли-жайшего окружения, с использовани-ем мощнейших наземных и космичес-кие телескопов, мы получаем сведе-ния о возрасте объектов, из которых они состоят. У самых древних из них он насчитывает 13 млрд. лет, что поч-ти равно возрасту Вселенной. Это представители карликовых звезд, ядерное горение в которых происхо-дит чрезвычайно медленно. Кисло-род, азот, углерод, а также более тя-желые химические элементы (астро-физики обобщенно называют их "ме-таллами") образовались только в ходе ядерных реакций в звездных недрах. Сбрасывая свои оболочки или вспы-хивая как Сверхновые, звезды обога-щали окружающее пространство продуктами своей жизнедеятельнос-ти. Представители светил более поз-дних поколений значительно богаче тяжелыми элементами, и чем моложе звезда, тем больше ее металличность, тем к более позднему поколению она принадлежит. Таким образом, опре-деление состава звездного населения членов Местнойгруппы галактик позволяет сделать вывод о возрасте ее членов.
Астрономы получили ог-ромное количество статис-тического и фактического материала в результате осуществления программы GOODS (Great Observatori-es Origins Deep Survey, что в одном из вариантов литера-турного перевода звучит так: "Глубокое исследование происхождения объектов Вселенной на крупнейших обсерваториях"). В настоя-щее время наиболее обосно-ванной является теория, утверждающая, что из хо-лодной темной материи, со-ставляющей 90% барионной материи Вселенной, точнее, из гигантских водородных облаков образовывались первые звезды, звездные скопления и карликовые га-лактики, которые сами по себе имели очень бурную, яркую и взрывоопасную мо-лодость. Впоследствии из этих карликовых галактик, путем их слияния и взаим-ного поглощения большими меньших, образовывались спиральные, эллиптические, непра-вильные галактики, которые мы на-блюдаем сегодня.
Астрономы считают, что наша Мес-тная группа образовалась из облака темной материи, когда Вселенная осты-ла до температуры 2000 К, примерно 13 млрд. лет назад. Если экстраполи-ровать в прошлое линейные размеры с учетом изменения масштабов рас-ширяющейся Вселенной, то в те вре-мена поперечник группы составлял 600 000 световых лет (четвертая часть сегодняшнего расстояния меж-ду Млечным Путем и Туманностью Андромеды). Причем размеры двух крупнейших галактик должны были быть меньшими, а члены Местной группы — более многочисленными.
Местные масштабы
Для того, что бы понять масштабные соотношения в нашей Местной груп-пе, Рэй Виллард, сотрудник Научного института космического телескопа в Балтиморе (Ray Willard, Space Teles-cope Science Institute), в своей статье в журнале Astronomy предложил следующее сравнение. Вообразим нашу Галактику компакт-диском (диаметр 12 см), в центре которого помещен тен-нисный шарик. Представьте теперь такую же конструкцию, но в 1,5 раза больше. Это будет Туманность Андро-меды. Разместив эти два диска на рас-стоянии 3 м, получим модель галакти-ческой пары, а все карликовые галак-тики — спутники наших галактик и более отдаленные члены группы — уместятся в сфере радиусом 4,5 м.
Древнейшие шаровые звездные скопления и карликовые галактики сталкивались и сливались, образовав ядро нашей Галактики. В процессе дальнейшей эволюции сформировался диск со спиральными рукавами. Бур-ное прошлое оставило после себя сле-ды, которые проявляются в виде ог-ромных дугообразных газовых и звез-дных потоков, существующих в галак-тическом гало — очень разреженном звездном окружении. Размер гало Млечного Пути в принятой выше мас-штабной модели занял бы объем во-лейбольного мяча (по другим оценкам, диаметр сферического гало примерно равен диаметру галактического диска).
Лишь некоторые из реликтовых шаровых скоплений сохранились до сегодняшнего дня. В пределах Млеч-ного Пути они напоминают развалины древних замков. Способность к выжи-ванию зависела от их масс и траекто-рий относительно диска "хозяйской" галактики. Современные наблюдения позволяют сделать вывод, что наша Галактика поглощала, поглощает и бу-дет продолжать поглощать более мел-кие звездные сообщества. Мы писали о скоплении M12, находящимся в про-цессе разрушения за счет взаимодейс-твия с галактическим диском при про-хождениях через его плоскость. По-добно лицу ребенка, увлекшегося пое-данием варенья, лик нашей Галактики несет на себе множество следов мас-штабных трапез. Галактическое гало содержит остатки проглоченных звез-дных систем, диск Млечного Пути де-формирован прохождениями спутни-ков — карликовых галактик. Потоки звезд, расположенные вдоль прежних траекторий движения карликовых спутников вокруг центра нашей Галак-тики, буквально выпадают звездными дождями на галактический диск.
По некоторым предположениям, огромное звездное облако в Млечном Пути, которое можно наблюдать в со-звездии Стрельца, представляет со-бой "население" карликовой галактики, слившейся с нашим звездным островом в далеком прошлом. По мнению Стива Маевского, сотрудника Уни-верситета Виржинии (Steve Majewski, University of Virginia), это самый крупный сателлит нашей Галактики, оказавшийся в ее утробе.
Наиболее впечатляющий след бур-ного прошлого Галактики — огром-ные потоки холодного водорода, обра-зующие дуги, охватывающие 100 уг-ловых градусов вокруг южного галак-тического полюса. Во главе этих потоков находятся Большое и Малое Магелла-новы облака — крупнейшие спутники Млечного Пути.
Загадки Магеллановых облаков
Самые последние иссле-дования движения Магел-лановых облаков, выполнен-ные астрономами Нитиа Калливавалил, Чарлзом Алкоком из Гарвардского - Смитсонианского астрофи-зического центра ( Nitya Kallivayalil , Charles Alcock , Har - vard - Smithsonian Center for Astrophysics ) и Роландом Ван дер Марелом из Науч-ного института космического телескопа ( Roeland van der Marel , Space Telescope Science Institute ), поз-волили уточнить динамику движения этих карликовых галактик. Эта дина-мика пересматривалась на основе уточненных значений составляющих пространственных скоростей Малого и Большого Магеллановых облаков.
Самую большую сложность пред-ставляло вычисление составляющей скорости, перпендикулярной лучу зрения. Это потребовало нескольких лет скрупулезных наблюдений (с ис-пользованием космического телескопа Hubble) и вычислений. В результате на 209-й конференции Американского астрономического общества авторами были представлены удивительные выводы. Оказалось, что БМО по отно-шению к нашей Галактике имеет ско-рость 378 км/с, в то время как ММО — 302 км/с. В обоих случаях скорости «оказались значительно большими, чем предполагалось ранее. Этому факту может быть два объяснения:
Масса Млечного Пути больше, чем считалось до сих пор. Магеллановы облака не нахо-дятся на орбитах вокруг Галактики и в будущем преодолеют силы ее гравитации.
Разность скоростей облаков (т.е. скорость их относительного движе-ния) также на удивление высока. Это говорит о том, что они не свя-заны между собой гравитационно. Кроме того, это объясняет тот факт, что они не слились друг с другом за более чем десятимиллиардную исто-рию существования Местной группы. На будущее запланированы деталь-ные исследования водородных потоков, тянущихся шлейфами вслед за Магеллановыми облаками. Это позво-лит уточнить траектории их движе-ний друг относительно друга и отно-сительно нашей Галактики.
Лаборатория на задворках
Теория развития и образования га-лактических скоплений неудовлетво-рительно объясняет возможность формирования на периферии гигант-ского скопления в созвездии Девы обо-собленной пары крупных галактик. Ученые считают подарком Судьбы на-личие в наших ближайших окрестнос-тях такого чудного представителя спиральных галактик, коим является М31, или Туманность Андромеды. Причем природа распорядилась так, что плоскость ее диска находится под оптимальным углом к направлению на наблюдателя, находящегося на Земле (и на любой планете, расположенной в нашей Галактике). Именно такой угол зрения позволяет с максимальной тщательностью изучить все составля-ющие — ядро, спиральные рукава и гало огромного звездного острова.
Как и наша Галактика, М31 со-держит множество шаровых скоп-лений. Некоторые из них находятся за пределами спиральных рукавов, но движутся вокруг галактических центров, не выходя за пределы гало. Космический телескоп Hubble по-лучил снимок шарового звездного скопления G1, вращающегося вокруг центра М31 по орбите радиусом 130 тыс. световых лет (радиус диска Ту-манности Андромеды — 70 тыс. св. лет). G1, имеющее также обозначение Mayall II — самое яркое шаровое скоп-ление в Местной группе: оно состоит, по крайней мере, из 300 тысяч старых звезд. Анализ этого детального изоб-ражения, полученного в близком инф-ракрасном диапазоне в июле 1994 г., позволяетсделатьвывод, что скопление содержит звезды, в которых происхо-дят процессы ядерного горе-ния гелия, а температура и яркость этих звезд говорит о том, что оно имеет такой же возраст, как наш Млечный Путь и Местная группа в це-лом. G1 уникально тем, что содержит в своем центре черную дыру массой в 10 000 солнечных.
Настоящее чудо — МЗЗ, спиральная галактика в Треугольнике (NGC 598, или Колесо Телеги — Trian-gulum Pinwheel Galaxy). По диаметру она вдвое меньше Млечного Пути и втрое меньше Туманности Андромеды. По мнению астрономов, за миллиарды лет тесного сосущество-вания с М31 она давно уже должна была с ней столкнуться. Но по каким-то пока неясным причинам этого не произошло.
Исследование Местной группы — Вселенной в миниатюре — позволя-ет ученым проникать во многие тай-ны Мироздания.
В нашем окружении присутствуют черные дыры различных масс: в цен-тре нашей собственной Галактики, в центре Туманности Андромеды и шаровых скоплений M15 и G1. Предполо-жение о том, что масса центральной черной дыры должна составлять одну десятитысячную массы всей галакти-ки, подтверждается на примерах упо-мянутых скоплений. Это позволяет выявить некоторые фундаменталь-ные закономерности, связывающие параметры черных дыр и их "мате-ринских" галактик.
Осо-бый интерес представляет обнару-жение гипотетических компактных массивных несветящихся (невиди-мых) барионных объектов гало, кон-центрирующих свет более далеких звезд благодаря эффекту гравитаци-онного линзирования.
Современные космологические мо-дели, основанные на длительных на-блюдениях звездного неба и на огром-ном количестве полученного факти-ческого материала, допускают, что планеты, подобные нашей Земле, на-чали образовываться более десятка миллиардов лет назад. Таким образом, Вселенная развивалась достаточное количество времени для возникнове-ния условий, обеспечивающих обра-зование высокомолекулярных орга-нических соединений и жизни, а так-же, учитывая колоссальное количество галактик и звезд — для возникно-вения разума. Как бы это ни было не-вероятно, но все же предположим, что в нашей местной группе существует, кроме нас, всего одна высокоразвитая цивилизация. Естественно предполо-жить, что ее представители с интере-сом относятся к окружающему миру. Мы можем надеяться, что их ученые, имея за плечами более длительную историю, наблюдали эволюцию нашей группы галактик, и земная наука со временем сможет получить эти зна-ния. Нашей цивилизации выпало су-ществовать в относительно спокойный промежуток галактической истории, который закончится примерно через 2-3 млрд. лет грандиозным катаклиз-мом — столкновением Млечного Пути и Туманности Андромеды.
Правда, здесь следует учесть одно важное обстоятельство. Наша Галак-тика и М31 сближаются со скоростью 120 км/с, или 3,8 млрд. км в год, или 400 световых лет за один миллиард лет (по мере уменьшения расстояний между их центрами эта скорость бу-дет возрастать). Радиальную скорость можно определить достаточно точно по смещению спектральных линий. Однако имеет ли вектор скорости относительного движения тангенциаль-ную составляющую? Если имеет, и достаточно большую, то столкновение вообще не произойдет, по крайней ме-ре, в течение ближайших десятков миллиардов лет. Галактики пройдут друг мимо друга на огромных скорос-тях, всколыхнут взаимными гравита-ционными воздействиями свои "шеве-люры" и продолжат путешес-твие по эллиптическим траекториям, замыкая колоссальные дуги своих ор-бит вокруг общего центра масс.
Возможно все же, что Млечный путь и Туманность Андромеды нахо-дятся на курсах столкновения. Именно это предположение положили в основу своей модели Томас Кокс и Ави Лоуб из Гарвардского-Смитсонианского астрофизического центра (ТJ. Cox, Avi Loeb, Harvard Smithsonian Center for Astrophysics). Выполнив скрупулез-ные расчеты, введя в уравнения все известные на сегодняшний день пара-метры и начальные условия, ученые сделали выводы, что наше светило до-живет до того времени, когда галакти-ки начнут сливаться. По мнению ис-следователей, первый "контакт" состо-ится через 2 млрд. лет. Земные астро-номы будут наблюдать нарастающие деформации спиральных структур на-шей Галактики под действием грави-тации приближающегося "звездного монстра". В результате нескольких ко-лебательных движений, обозначенных ядрами галактик, население их звез-дных дисков будет все сильнее пе-ремешиваться, постепенно образуя относительно однородное тело гигант-ской эллиптической галактики. По предположениям Кокса и Лоуба, наше светило в своей глубокой старости до-тянет-таки до периода формирования "финальной" структуры и, если это мо-жет кого-то утешить из ныне живу-щих, окажется на периферии вновь об-разованного звездного острова на рас-стоянии 100 тыс. световых лет от его центра. Будет ли эта область "зоной жизни" новой галактики, в которой ди-намические и энергетические пара-метры обеспечат условия, благоприят-ные для существования жизни на пла-нетах вокруг населяющих ее звезд, се-годня сказать, конечно, невозможно. Будем надеяться на лучшее, во благо наших потомков.
Как пошутил Ави Лоуб, наблюдая все эти феерические и грандиозные изменения на звездном небе, ученые будущего, возможно, будут ссылать-ся на строки его отчета: "Это моя пер-вая публикация, которую будут ци-тировать спустя 5 миллиардов лет".
Компьютерное моделирование слия-ния галактик позволяет проследить развитие событий: на первом этапе столкновения будут происходить про-цессы, подобные наблюдаемым сегодня в галактике "Мыши" (NGC 4676). Сна-чала Млечный Путь и М31 соприкос-нутся периферийными областями. В процессе дальнейшего, более глубокого взаимного поглощения картина будет напоминать галактики "Антенны" (NGC 4038-4039). Затем сольются ядра, потом, возможно, столкнуться черные дыры, существующие в центре каждой звездной системы. Затем появятся джеты — выбросы вещества в межгалакти-ческое пространство, подобные тем, ко-торые наблюдаются у галактики NGC 5128. Закончится же вселенская ка-тастрофа, скорее всего, образованием одной гигантской эллиптической га-лактики — аналога NGC 1316." Вся на-ша местная группа подчинится грави-тационному влиянию этой галактики, причем аппетиты вновь испеченного монстра окажутся настолько велики, что остальные члены группы будут поглощены им в сравнительно корот-кие (по галактическим меркам) сроки.
Не будем забывать, что Местная группа, кроме всего прочего, движется к центру скопления Девы со скоростью 3 млн. световых лет за каждый миллиард лет. Как бы нам там не стол-кнуться с чем-то более круп-ным (как говорится, "об сос-ну не удариться")... Ведь не-видимых, скрытых от нас объектов во Вселенной явно больше, чем непосредствен-но наблюдаемых! Сколько лет земная наука собирает фотографические данные об окружающем нас мире га-лактик? Около ста? В любом случае это даже не миг, это просто застывшая фотогра-фия Космоса. Развитие про-цессов в пределах таких ко-ротких отрезков времени за-метно лишь в рамках очень небольших объемов пространства. Кроме эволюции Солнечной системы, мы можем наблюдать расширение оболочек Новых, Сверхновых, измене-ние интерьеров газово-пылевых обла-ков под воздействием "ураганных вет-ров", генерируемых молодыми звез-дными жителями этих областей про-странства. Для понимания динамики таких образований, как скопление га-лактик (пусть даже и "местного", и на "окраине" солидного скопления Девы) нужны как минимум тысячелетия. Само собой, на протяжении этих тысяче-летий мы планируем информировать наших читателей о текущих измене-ниях в окружающей Вселенной. Дол-жно же хоть что-то быть стабильным в этом мире!
Космос - это сложно устроенная система, элементы которой находятся в тесной взаимосвязи: планеты объединяются вокруг одной звезды, звезды образуют галактики, а те складываются в еще более крупные ассоциации, как, например, Местная группа галактик. Кратность - очень распространенное явление во Вселенной, связанное с высокой гравитацией. Благодаря ей образуется центр масс, вокруг которого вращаются как сравнительно небольшие объекты вроде звезд, так и галактики и их ассоциации.
Состав группы
Считается, что основой Местной группы являются три крупных объекта: Млечный Путь, Туманность Андромеды и галактика Треугольника. Гравитационным притяжением с ними связаны их спутники, а также ряд карликовых галактик, принадлежность которых к одной из трех систем пока невозможно установить. Всего же в Местную группу галактик входит не менее пятидесяти крупных небесных объектов, и с повышением качества техники для астрономических наблюдений это число растет.
Сверхскопление Девы
Как уже говорилось, кратность в - явление обыденное. Местная группа галактик не является наиболее крупным из таких объединений, хотя ее размер впечатляет: в поперечнике она занимает расстояние около одного мегапарсека (3,8 × 10 19 км). Наряду с другими подобными ассоциациями, Местная группа входит в сверхскопление Девы. Его размеры трудно себе представить, зато относительно точно измерена масса: 2 × 10 45 кг. Всего же в это объединение входит около сотни галактических систем.
Следует отметить, что на этом кратность не заканчивается. Сверхскопление Девы, как и несколько других, образуют так называемую Ланиакею. Изучение таких гигантских систем позволило астрофизикам создать теорию крупномасштабной структуры Вселенной.
Типы галактик, образующих Местную группу
Учеными установлено, что возраст всех членов Местной группы составляет приблизительно 13 млрд лет. Кроме того, образующее их вещество имеет одинаковый состав, что позволяет говорить об общем происхождении галактик Местной группы. Располагаются они не в произвольном порядке: большая их часть выстроена вокруг воображаемой линии, которая пролегает между Млечным Путем и Туманностью Андромеды.
Крупнейшим членом Местной группы галактик по размеру является Туманность Андромеды: ее диаметр составляет 260 тысяч световых лет (2,5 × 10 18 км). По массе же явно выделяется Млечный Путь - приблизительно 6 × 10 42 кг. Наряду с такими крупными объектами встречаются и карликовые объекты вроде галактики SagDEG, находящейся в созвездии Стрельца.
Большая часть галактик Местной группы относится к категории неправильных, однако есть и спиральные вроде Туманности Андромеды и эллиптические, как уже упомянутая SagDEG.
Подгруппа Млечного Пути
Точность астрономических наблюдений за Местной группой зависит от того, в какой галактике мы находимся. Именно поэтому Млечный Путь является, с одной стороны, наиболее изученным объектом, а с другой - вызывает наибольшее количество вопросов. На сегодняшний день установлено, что спутниками нашей галактики является как минимум 14 объектов, в числе которых можно назвать галактики Большой Медведицы, Стрельца, Скульптора и Льва.
Особенно следует отметить галактику SagDEG в Стрельце. Она является наиболее удаленной от гравитационного центра Местной группы. Согласно подсчетам, Землю от этой галактики отделяет 3,2 × 10 19 км.
Млечный Путь и Магеллановы Облака
К числу дискуссионных относится вопрос о связи Млечного Пути с Магеллановыми Облаками - настолько близкими к нам двумя галактиками, что их можно невооруженным глазом наблюдать из Южного полушария. Долгое время считалось, что они являются спутниками нашей галактики. В 2006 году при использовании новейших технологий было установлено, что они движутся гораздо быстрее других спутников Млечного Пути. Исходя из этого и было выдвинуто предположение, что гравитационной связи с нашей галактикой они не имеют.
Зато бесспорной является дальнейшая судьба Магеллановых Облаков. Их движение направлено в сторону Млечного Пути, поэтому их поглощение более крупной галактикой неизбежно. По оценкам ученых, это случится спустя 4 миллиарда лет.
Туманность Андромеды и ее спутники
Через 5 миллиардов лет похожая участь грозит и нашей галактике, только угрозу ей представляет Андромеда - крупнейшая галактика Местной группы. Расстояние до составляет 2,5 × 10 6 световых лет. Она имеет 18 спутников, из которых, благодаря своей яркости, наиболее известны М23 и М110 (номера по каталогу французского астронома XVIII века Шарля Мессье).
Хотя Туманность Андромеды - ближайшая галактика к Млечному Пути, наблюдение за нею сильно усложнено из-за ее структуры. Она относится к числу спиралевидных галактик: имеет ярко выраженный центр, из которого выходят два крупных спиральных рукава. Однако Туманность Андромеды повернута к Земле ребром.
Значительная ее удаленность от Земли существенно затрудняет изучение как самой галактики, так и ее спутников. Количество спутников галактики Треугольника является спорным. Например, карликовая Андромеда II находится точно посреди между Треугольником и Туманностью. Состояние современных наблюдательных аппаратов не позволяет определить, к гравитационному полю которого из двух крупнейших членов Местной группы галактик относится этот Большинство все же предполагает, что Андромеда II связана с Треугольником. Но есть и представители противоположной точки зрения, которые предлагают даже переименовать ее в Андромеду XXII.
В галактике Треугольника также имеется один из экзотических объектов Вселенной - черная дыра M33 X-7, чья масса превышает солнечную в 16 раз, что делает ее одной из наиболее крупных известных современной науке черных дыр, исключая сверхмассивные.
Проблема шаровых скоплений
Число членов Местной группы постоянно варьируется не только из-за открытия других галактик, вращающихся вокруг того же центра массы. Повышение качества астрономической техники позволило установить, что объекты, ранее считавшиеся галактиками, на самом деле ими не являются.
В большей степени это касается шаровых Они содержат большое количество звезд, привязанных к одному гравитационному центру, а своей формой напоминают сферические галактики. Различать их помогают количественные отношения: плотность звезд в шаровых скоплениях гораздо выше, а диаметр, соответственно, выше. Для сравнения: в окрестности Солнца на 10 кубических парсеков приходится одна звезда, в то время как в шаровых скоплениях этот показатель может быть в 700 и даже в 7000 раз выше.
Карликовыми галактикам долгое время считались Palomar 12 в созвездии Козерога и Palomar 4 в Большой Медведице. Недавние исследования показали, что на самом деле они являются достаточно крупными шаровыми скоплениями.
История и трудности изучения Местной группы галактик
Вплоть до второй четверти XX века считалось, что Млечный Путь и Вселенная - понятия тождественные. Все вещество якобы находится в пределах нашей галактики. Однако в 1924 году Эдвин Хаббл с помощью своего телескопа зафиксировал несколько цефеид - переменных звезд с ярко выраженным периодом светимости - расстояние до которых явно превышало размеры Млечного Пути. Тем самым было доказано существование внегалактических объектов. Учены задумались над тем, что Вселенная устроена сложнее, чем это казалось раньше.
Своим открытием Хаббл также доказал, что Вселенная все время расширяется, а объекты удаляются друг от друга. Совершенствование техники приносило новые открытия. Так было обнаружено, что у Млечного Пути есть свои спутники, между ними были высчитаны расстояния и определены перспективы существования. Таких открытий оказалось достаточно, чтобы впервые сформулировать идею существования Местной группы как внушительной ассоциации тесно связанных между собой галактик и даже предположить, что могут существовать объединения более высокого ранга, поскольку спутники были обнаружены и у ближайшей к Млечному Пути галактики - Туманности Андромеды. Сам термин "Местная группа" впервые был употреблен тем же Хабблом. Он упоминает его в своем труде по измерению расстояний до других галактик.
Можно утверждать, что изучение Космоса только началось. Касается это и Местной группы. Галактика SagDEG была обнаружена сравнительно недавно, но причина этому не только ее низкая светимость, которая долгое время не регистрировалась телескопами, но и наличие во Вселенной вещества, не имеющего видимого излучения - так называемой "темной материи".
Кроме того, наблюдения осложняют рассеянный межзвездный газ (как правило, водород) и космическая пыль. Однако наблюдательная техника не стоит на месте, что позволяет рассчитывать на новые удивительные открытия в будущем, а также на уточнение уже существующей информации.
Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства