această poveste a apărut în numărul din iunie 2020 ca „un univers de galaxii.”Abonați-vă la revista Discover pentru mai multe povești de genul acesta.
în seara zilei de Oct. 4, 1923, lângă Los Angeles, un tânăr astronom s-a urcat în mașina sa și a început o călătorie motorizată până la Muntele Wilson. Acolo, a ajuns la Observatorul care adăpostea telescopul Hooker de 100 de inci, la acea vreme cel mai mare telescop din lume., Edwin Hubble a fost un astronom în anul patru la Mount Wilson; i-a plăcut să folosească telescopul Hooker pentru că era interesat, printre altele, să studieze nebuloasele spirale.”Acești nori misterioși de gaz au fost împrăștiați pe cer și nimeni nu le-a înțeles natura. În primele zile ale anilor 1920, Hubble își atribuise sarcina de a le găsi. el a îndreptat marele telescop spre obiectul său preferat: nebuloasa din Andromeda, M31. Acest nor în formă de spirală este slab vizibil cu ochiul liber sub un cer clar, fără lună., Apoi și-a capturat imaginea pe o placă fotografică. Hubble a fost încântat de rezultat. Pe ea, a găsit o nova suspectată, o stea care explodează. În noaptea următoare, a fotografiat din nou M31, sperând să prindă nova și să o înregistreze sub o stabilitate atmosferică mai bună. A doua placă a înregistrat într-adevăr nova, dar puțin știa, el a capturat, de asemenea, o placă care ar deveni legendară în istoria științei.,
timpul său de observare, sa întors la biroul său pentru a analiza captura. Dintr-o dată, Hubble a realizat o realizare uimitoare: nova nu era deloc o nova, ci un anumit tip de stea care și-a schimbat luminozitatea, o variabilă Cepheidă. Verificând plăcile anterioare, a reușit să confirme acest lucru și și-a dat seama că slăbiciunea stelei avea implicații incredibile.,
steaua și nebuloasa care o cuprindea trebuie să se afle la o distanță de un milion de ani-lumină — de trei ori mai mare decât oricine la acea vreme credea că dimensiunea întregului univers este. Astăzi, datorită măsurătorilor îmbunătățite, astronomii știu că obiectul se află la 2, 5 milioane de ani-lumină distanță. ajutat parțial de lucrările anterioare ale lui Vesto M. Slipher și ale colegului său, Milton Humason, Hubble a descoperit imediat că universul era mult mai mare decât credea oricine și că nebuloasele spiralate precum Andromeda erau de fapt galaxii îndepărtate., Erau sisteme întregi de stele și gaze, separate de propria noastră cale Lactee printr-o plimbare lungă.
la Observatorul Lowell din Arizona, încă din 1912, Slipher înregistrase vitezele aparente ale nebuloaselor spirale și, cu munca făcută acum de Hubble, era clar că universul se extindea — galaxiile zburau una de alta în timp. Universul nu numai că era mult mai mare decât credea cineva anterior, dar creștea odată cu trecerea timpului., NGC 4565 în Coma Berenices este cea mai strălucitoare și mai proeminentă galaxie din cerul nostru, care este orientată perfect spre linia noastră de vedere. Vedem discul său ca un ac subțire, argintiu. La aproximativ 57 de milioane de ani-lumină distanță, se află în clusterul Virgo și are o proeminență centrală proeminentă, sugerând că poate fi o spirală blocată. (Credit: Adam Block)
până în 1929, astronomii au pus împreună o imagine cosmică a trecutului., Dacă ați urmărit istoriile multor galaxii înapoi în timp, însemna că cosmosul a început cu un punct mic, infinit de dens la originea sa. Această cercetare a fost o extensie a muncii efectuate inițial de astronomul Belgian Georges Lemaître. Astronomii au înțeles acest punct cosmic de origine, numit mai târziu Big Bang, ca începutul universului, și, au calculat, trebuie să fi avut loc cu miliarde de ani în urmă. Big Bang-ul începuse expansiunea care îndepărta toate galaxiile una de cealaltă pe măsură ce timpul trece. Întregul univers părea să zboare în afară.,în anii 1930, Hubble a început să studieze și să clasifice galaxiile în diferitele lor așa-numite tipuri morfologice, pe care astronomii le-au văzut în fotografii. În cele din urmă, el a asamblat tipurile de galaxii pe care le-a observat într-o diagramă în formă de furculiță. Acesta conținea galaxii spiralate, galaxii spiralate blocate — spirale care conțin o „bară” liniară de material care trece prin centrele lor-galaxii lenticulare (în formă de lentilă) și galaxii eliptice. El a identificat, de asemenea, galaxii neregulate, nori de stele și gaze care nu aveau o formă organizată., Mai târziu, astronomii vor identifica galaxii ciudate, sisteme care păreau a fi distruse de evenimente explozive sau perturbatoare. Ei au identificat, de asemenea, o clasă de galaxii numite sferoidale pitice, care păreau a fi numeroase în universul local.până în anii 1950, astronomul francez Gérard de Vaucouleurs de la Universitatea din Texas a extins schema de clasificare a lui Hubble într-un sistem mai complex care a luat în considerare multe proprietăți observate ale galaxiilor., De Vaucouleurs a produs un complot pseudo-tridimensional care arată relațiile galaxiilor, poreclit „lămâia cosmică” datorită formei sale. De Vaucouleurs a inclus detalii despre barele din galaxii, descrieri ale inelelor de materie vizibile în ele și o evaluare a modului în care brațele spirale ale unei galaxii au fost înfășurate. El a inclus, de asemenea, detalii evaluative despre natura galaxiilor neregulate și particulare. ultima generație de astronomie extragalactică s-a transformat în analize mult mai sofisticate decât catalogarea., Folosind telescopul spațial Hubble, astronomii au estimat că aproximativ 100 de miliarde de galaxii trebuie să existe în cosmos. Și numărul poate fi mult mai mare decât atât. Probabil că aproximativ 2 trilioane de galaxii au existat în universul timpuriu, dar pare clar că galaxiile apropiate sunt desenate împreună de gravitație și se combină în timp cosmic. În ciuda expansiunii universale, galaxiile normale precum Calea Lactee sunt probabil formate din zeci sau mai multe protogalaxii care s-au contopit în sisteme mai mari., Puteți vedea aceste pete primitive de materie, protogalaxii albăstrui,în universul timpuriu din imaginile câmpului Hubble Ultra Deep.
Galaxia Noastră
pe măsură ce astronomii au studiat un număr mai mare de galaxii în ultimele decenii, au descoperit multe lucruri, dar unul care este imposibil de ignorat este faptul că universul este incredibil de mare. Dacă te uiți la o galaxie din ocularul telescopului tău în această seară, fotonii care îți lovesc ochiul au călătorit cu cea mai mare viteză posibilă — 186.000 de mile pe secundă (300.000 de kilometri pe secundă). Cu toate acestea, au avut nevoie de 2,5 milioane de ani la această viteză pentru a ajunge la noi din galaxia Andromeda., Și acel obiect este aproape la ușa noastră cosmică. Desigur, cunoașterea galaxiei noastre, într-un sens primitiv, se întoarce în antichitate. Numele de Calea Lactee vine din latină via lactea, care derivă din ideea inițială, termenul grecesc, galaxías kýklos, „cerc lăptos.”Banda Căii Lactee vizibilă pe cerul nostru, cel mai proeminent în serile de vară și de iarnă, este lumina nerezolvată din miliarde de stele situate de-a lungul planului galaxiei noastre., dar numai în ultimele decenii am ajuns să înțelegem că Calea Lactee este una dintre cele 100 de miliarde de galaxii din univers și că discul său se întinde pe aproximativ 100.000 de ani lumină. Conține aproximativ 400 de miliarde de stele, deși nu știm exact câte, deoarece stelele pitice sunt slabe și greu de văzut pe distanțe lungi. Timp de decenii, astronomii au crezut că Calea Lactee este o galaxie spirală simplă., Dar studiile din acest secol au arătat că Calea Lactee este o spirală interzisă și că soarele și sistemul nostru solar se află la aproximativ 26.000 de ani-lumină de centru, într-una din brațele galaxiei. Calea Lactee constă dintr-un disc luminos, un platou de stele și gaz care se rotește încet, care conține majoritatea stelelor pe care le vedem. Soarele nostru orbitează în centrul galaxiei o dată la 220 de milioane de ani, ceea ce înseamnă că ne-am rotit în jurul centrului galactic de aproximativ 20 de ori de la formarea sistemului solar. Departe, în centrul galaxiei, se află o gaură neagră supermasivă care conține aproximativ 4.,De 3 milioane de ori mai multă masă decât soarele. În ultima vreme, astronomii au descoperit că găurile negre supermasive din centrele galaxiilor sunt norma. Aproape toate galaxiile, cu excepția piticilor, le au. discul galaxiei este încapsulat de un halou al unui număr mic de stele, împreună cu sfere uriașe de stele antice numite clustere de stele globulare și un plic mare de materie întunecată. Astronomii nu știu încă din ce constă materia întunecată, dar știu că există datorită influenței gravitaționale pe care o are asupra materiei vizibile pe care o pot observa.,
Grupul Local
Calea Lactee nu este singură în cosmos. Aparține unui grup de cel puțin 54 de obiecte numite Grupul Local de galaxii, un nume pe care Hubble l-a dat acestui nor local de obiecte în timp ce cartografia cosmosul din apropiere. Membrii principali ai Grupului Local sunt Calea Lactee, galaxia Andromeda și galaxia Pinwheel (M33). Dar fiecare dintre aceste mari trei spirale are și un nor de galaxii însoțitoare., Sateliții Căii Lactee includ norii magellanici mari și mici, vizibili cu ochiul liber în emisfera sudică și multe galaxii pitice. Diametrul grupului Local este de aproximativ 10 milioane de ani-lumină, de aproximativ 100 de ori diametrul Căii Lactee. și deplasându-ne spre exterior în universul mai profund, întâlnim mai multe exemple ale celor 100 de miliarde de galaxii. Aceste insule maiestuoase de stele și gaze există în grupuri, cum ar fi Grupul nostru Local, dar și în ansambluri mai mari numite clustere și cele foarte mari numite superclustere., În ciuda expansiunii globale a universului, ceea ce înseamnă că majoritatea galaxiilor se îndepărtează una de cealaltă pe măsură ce cosmosul crește, gravitația menține un număr mai mic de galaxii legate între ele în călătoriile lor. Grupul nostru Local, de exemplu, este un membru al așa-numitului grup de galaxii Virgo, numit astfel deoarece centrul său bogat populat se află în constelația Fecioara din cerul nostru. roiul Virgo conține cel puțin 1.500 de galaxii și este centrat la aproximativ 54 de milioane de ani-lumină de pământ., Puteți vedea unele dintre cele mai strălucitoare galaxii din apropierea nucleului clusterului Virgo în telescoape amatori, într-o matrice numită lanțul lui Markarian. Această linie de galaxii conține galaxii eliptice supermasive, cum ar fi M84 și M86, și o varietate de galaxii spirale, de asemenea. Pentru astronomii din curte, acest loc de joacă al tipurilor de galaxii este una dintre zonele cu adevărat captivante ale cerului și este cel mai bine vizibil în serile de primăvară, în condiții clare, fără lună. majoritatea galaxiilor Virgo Cluster conțin găuri negre supermasive în centrele lor. M87 este un exemplu., În timp ce gaura neagră centrală a Căii Lactee cântărește 4,3 milioane de mase solare, gaura neagră colosală din interiorul M87 conține o masă estimată de 5 miliarde până la 7 miliarde de sori, de aproximativ 1.000 de ori mai masivă decât a noastră. M87 este una dintre cele mai mari galaxii din partea noastră a universului — este o așa-numită galaxie cD, prescurtată pentru dominantă Centrală — și a „mâncat” multe dintre galaxiile mai mici care o înconjurau odată. Asta fac galaxiile masive — își consumă partenerii din vecinătate.,
Superroiuri de galaxii
un cluster care conține 1.500 de galaxii este un lucru, dar există și asamblări mult mai mari de galaxii. Clusterul Virgo în sine este un membru al așa-numitului SuperCluster Virgo, care deține mii de galaxii pe o scară cu un ordin de mărime mai mare încă. Superclusterul Fecioarei deține Calea Lactee, Grupul Local, roiul Fecioarei și, în total, aproximativ 100 de grupuri și roiuri de galaxii., Acest cadru uimitor de mare se întinde pe aproximativ 110 milioane de ani-lumină și este unul dintre cele aproximativ 10 milioane de superclustere care alcătuiesc întregul cosmos. în ciuda numărului mare de galaxii existente în Superclusterul Virgo, astronomii știu acum că cea mai mare parte a spațiului din acest volum este în esență goală. Diametrele acestor mari goluri variază de la zeci la sute de milioane de ani-lumină. Lanțurile filamentare de galaxii se învârt în jurul spațiilor întunecate și goale., Pe scări mari, galaxiile din clustere și superclustere sunt ca niște bule de săpun, cu galaxii care acoperă suprafețele și golurile situate între ele.
De la sfârșitul anilor 1980, astronomii au identificat Marele Zid, o foaie de galaxii de măsurare 500 de milioane de ani-lumină. Mai recent, Sloan Digital Sky Survey a descoperit Sloan Great Wall, un ansamblu de galaxii cel puțin de două ori mai mare decât Marele Zid, care acoperă o dimensiune lungă de aproximativ 1, 4 miliarde de ani-lumină., pe măsură ce astronomii au descoperit galaxii din ce în ce mai îndepărtate, au descoperit că o masă mare părea să tragă asupra universului local, trăgându-ne în direcția constelațiilor sudice Triangulum Australe și Norma. Numită Marele atractor, această anomalie, aflată la aproximativ 200 de milioane de ani-lumină distanță, i-a nedumerit pe astronomi. În cele din urmă au descoperit că o masă și mai mare în această direcție ne trăgea. Această structură mamut, numită Supercluster Shapley, se află la 650 de milioane de ani-lumină distanță și conține cea mai mare concentrație de galaxii din partea noastră locală a cosmosului.,
imaginea de ansamblu
descoperiri surprinzătoare suplimentare au avut loc, de asemenea., În 2014, astronomii au identificat un nou supercluster bazat pe mișcările relative ale galaxiilor analizate într-un mod mai sofisticat decât oricând. Astronomii de la Universitatea din Hawai ‘ i au ajuns la concluzia că Superclusterul Laniakea există și l-au numit după cuvântul hawaian pentru „cer imens. Laniakea, care este uneori numită și Supercluster Local, conține aproximativ 100.000 de galaxii, inclusiv grupul Local și Calea Lactee. Acest grup masiv și toți membrii săi călătoresc împreună prin spațiu, dar nu toate galaxiile din el sunt legate gravitațional., Unii vor despica în afară de restul clusterului ca role de timp pe.
Laniakea Supergrup are patru componente majore — roiul Fecioarei, Hydra-Centaurus Supergrup, Pavo-Indus Supergrup, și Sudul Supergrup.în total, Laniakea conține aproximativ 500 de grupuri și grupuri de galaxii. Și jur Laniakea în univers local sunt alte galaxy superroiuri de galaxii — a Shapley Supergrup, Hercules Supergrup, Comă Supergrup, iar Perseu-Pesti Supergrup., Fiecare dintre aceste structuri conține sute de roiuri de galaxii și sunt legate de țesătura structurii cosmice. începând cu anii 1980, astronomii au găsit dovezi ale structurilor chiar mai mari decât superclusterele. La început, obiectele numite acum grupuri mari de quasari (LQG) i-au uimit pe astronomi.în 1982, astronomul scoțian Adrian Webster a descoperit ceea ce avea să devină cunoscut sub numele de Webster Large Quasar Group, o colecție de cinci quasari, sau hrănind activ găuri negre, care se întindea pe 330 de milioane de ani-lumină. Acum, aproape două duzini de LQGs sunt cunoscute., O structură cunoscută sub numele de uriașul LQG conține 73 de quasari pe un diametru de aproximativ 4 miliarde de ani-lumină. Această structură masivă, respinsă de unii astronomi, poate deține titlul de cea mai mare colecție de materie înrudită din cosmos. într-adevăr, universul este atât de mare încât este greu de înțeles. Pe de o parte, enormitatea universului ne face să ne simțim mici. Viețile noastre scurte se întâmplă atât de repede, și ne facem cu ochiul, mai ales conștienți de cosmosul incredibil de mare din jurul nostru., Dar faptul că suntem conștienți, că putem medita la stelele și galaxiile aflate departe de noi, face viața în univers un lucru cu adevărat uimitor. Și abia începem să cunoaștem imensa lume a galaxiilor.David J. Eicher este editorul revistei Astronomy. Cartea sa din 2020, galaxii: în interiorul orașelor stelare ale universului, este disponibilă la My Science Shop.
